Transporte de energía
¿Cómo se transporta la energía para encender la bombilla de tu habitación? Bueno, dependiendo de la fuente de energía, puede ser algo como esto.
Primero, máquinas gigantes cavan en el suelo para extraer carbón. Ese carbón, una fuente de energía, se vierte en camiones o vagones. Luego se lleva a una planta de carbón donde su energía se convierte en electricidad. Esto luego viaja a través de cables a su casa para encender esa bombilla. Claramente, hay muchos pasos involucrados en lo que parece una tarea simple: accionar el interruptor.
En esta lección se explicará cómo se transporta la energía en el Sol para iluminar la Tierra, para eventualmente darle a alguien el simple placer del calor en su piel en un día fresco.
La zona radiativa
La temperatura del Sol, la superficie del Sol para ser exactos, es 5800 Kelvin. Compare eso con la temperatura en el centro del Sol, alrededor de 16 millones de Kelvin. Sabes que el calor siempre fluye de áreas calientes a áreas frías. Por lo tanto, el calor de este centro increíblemente caliente del Sol se mueve hacia su superficie más fría y desde allí, hacia el espacio.
El centro extremadamente caliente del Sol es su núcleo, donde genera su energía a través de la fusión nuclear. Debido a que hace tanto calor allí, los fotones de rayos gamma se encuentran en su centro. Los fotones son haces de radiación electromagnética. Los fotones de longitud de onda corta y alta energía, como los rayos gamma, se emiten a temperaturas más altas que los fotones de menor longitud de onda y energía.
Desde el núcleo, estos fotones de rayos gamma de alta energía no viajarán directamente al espacio. Si eso sucediera, escaparían al espacio dos segundos después de ser emitidos. Una salida tan rápida del núcleo no es posible porque los rayos gamma serán desviados y dispersados en todas direcciones por electrones y núcleos atómicos ubicados en el núcleo. Piense en ello como una gigantesca y tremendamente duradera coincidencia de autos chocadores donde los fotones intentan escapar de la pista, pero los electrones y los núcleos chocan constantemente con los fotones en direcciones aleatorias.
Pero con el tiempo, los fotones de rayos gamma se abrirán paso hacia afuera, hacia las áreas más frías del Sol. Al hacerlo, su alta energía se convertirá en varios fotones de menor energía, como una moneda de alto valor se puede convertir en varias unidades de una moneda de menor valor.
El movimiento hacia afuera de esta energía desde el núcleo ocurre en forma de difusión radiativa, por lo que los astrónomos se refieren a una de las partes internas del Sol más cercana al núcleo como la zona radiativa , el área dentro de una estrella, como el Sol, donde la energía fluye hacia afuera como fotones, que recuerdan, son pequeños paquetes de radiación electromagnética.
En el proceso de difusión radiativa, los fotones se emiten en un lugar y se absorben en otro, transportando así energía entre dos puntos.
La zona convectiva
De esta manera, la energía que fluye hacia afuera desde el núcleo como radiación eventualmente llegará a las capas más externas del Sol. Aquí, como ya sabes, el gas está más frío. Esta temperatura más baja significa que el gas aquí no está completamente ionizado. Para nosotros, esto significa que dicha capa de gas no es realmente transparente a la radiación.
El Sol: Estructura, Energía y Función en el Sistema Solar
Como no se puede ver a través de una ventana opaca, la energía no puede atravesar un gas opaco muy bien. Por lo tanto, la energía que fluye hacia afuera desde el interior del Sol se acumulará como si estuviera detrás de una presa.
¿Alguna vez has visto una ola de agua chocar contra un malecón? Probablemente vio cómo comenzó a agitarse después de impactar esa pared. Bien, imagine las ondas de energía que fluyen hacia afuera desde el interior del Sol golpeando un gas más opaco y frío; eso es como un malecón. Sin ningún lugar adonde ir realmente, esta energía comenzará a agitarse mediante el proceso de convección.
Convección significa que el gas caliente se elevará mientras que el gas frío se hundirá en un movimiento circular en la zona convectiva (o convección) , la región dentro de una estrella donde la energía fluye hacia afuera mediante el proceso de convección. Para nosotros, esto significa que la energía ya no fluye hacia afuera como fotones, sino más bien como corrientes de gas ascendentes y descendentes.
A partir de ahí, cuando la energía alcance la superficie brillante visible del Sol, la fotosfera , se irradiará hacia el espacio en forma de fotones, incluidos los de luz visible. En consecuencia, en lugar de tomar dos segundos para salir al espacio, la energía generada en el centro del Sol tardará cientos de miles o incluso millones de años en escapar debido a todo lo que hemos discutido en esta lección.
Resumen de la lección
¿Y de qué hablamos? Hablamos de la zona radiativa, donde los fotones de rayos gamma se golpean de forma aleatoria, lo que ralentiza su escape al espacio. Y también discutimos la zona convectiva del Sol, donde la energía golpea una especie de pared gaseosa, opaca y fría, lo que también ralentiza el escape de energía al espacio.
¿Cómo afecta el ángulo del Sol al Clima?
Los fotones son haces de radiación electromagnética y la difusión radiativa que transporta la energía del Sol desde el núcleo ocurre en la zona radiativa , el área dentro de una estrella, como el Sol, donde la energía fluye hacia afuera en forma de fotones.
A medida que la energía fluye hacia afuera, encuentra un gas opaco más frío, que no es muy transparente a la radiación. La energía retrocede y se transporta hacia afuera como corrientes ascendentes y descendentes de gas en la zona convectiva.
La zona convectiva (o convección) es la región dentro de una estrella donde la energía fluye hacia afuera mediante el proceso de convección. A partir de ahí, cuando la energía alcance la superficie brillante visible del Sol, la fotosfera , se irradiará al espacio.
Los resultados del aprendizaje
Cuando haya terminado con esta lección, evalúe su capacidad para:
- Destacar los procesos que tienen lugar en la zona radiactiva del sol
- Explica la forma en que la energía escapa de la zona radiativa.
- Discuta el hecho de que la zona convectiva sirve como represa para la energía del interior del sol.
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