Tão logo foi conhecida a distância do Sol, em 1673, por Jean Richer (1630-1696) e Giovanni Domenico Cassini (1625-1712) que determinaram a distância (paralaxe) de Marte e com esta estimaram a unidade astronômica como 140 milhões de km (150 milhões de km é o valor atual), foi possível determinar a sua luminosidade, que é a potência que ele produz. As medidas mostram que cada metro quadrado na Terra recebe do Sol uma potência (energia/segundo) de 1400 watts [James Watt (1736-1819)], ou seja, a potência de 14 lâmpadas de 100 watts/m2.
O valor mais preciso da constante solar é 1367,5 W/m2, e varia 0,3% durante o ciclo solar de 11 anos. Multiplicando-se essa potência recebida na Terra pela área da esfera compreendida pela órbita da Terra em torno do Sol, determina-se a luminosidade do Sol em 3,9×1026 watts = 3,9×1033 ergs/s.
A constante solar varia, dependendo da época no ciclo de 11 anos, de
1364,55 a 1367,86 Watts/m2
Considerando-se um comprimento de onda efetivo de 5500Å, isto corresponde a n(fótons m-2s-1)=1366 W m-2 / (hc/5500Å )= 1366 J s-1 m-2/(3,6 × 10-19 J) = 3,78×1021 fótons m-2 s-1
Essa quantidade de energia é equivalente à queima de 2×1020 galões de gasolina por minuto, ou mais de 10 milhões de vezes a produção anual de petróleo da Terra. Já no século XIX os astrônomos sabiam que essa energia não poderia ser gerada por combustão, pois a energia dessa forma poderia manter o Sol brilhando por apenas 10 mil anos. Tampouco o colapso gravitacional, fonte de energia proposta pelo físico alemão Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894) em 1854, resultou eficiente, pois a energia gravitacional poderia suprir a luminosidade do Sol por 20 milhões de anos e evidências geológicas indicam que a Terra (e portanto o Sol) tem uma idade de 4,5 bilhões de anos.
Em 1937 Hans Albrecht Bethe (1906-) propôs a fonte hoje aceita para a energia do Sol: as reações termo-nucleares, na qual quatro prótons são fundidos em um núcleo de hélio, com liberação de energia. O Sol tem hidrogênio suficiente para alimentar essas reações por bilhões de anos. Gradualmente, à medida que diminui a quantidade de hidrogênio, aumenta a quantidade de hélio no núcleo. O Sol transforma aproximadamente 600 milhões de toneladas de hidrogênio em hélio por segundo. Veja mais sobre este assunto no capítulo sobre estrelas.
Segundo os modelos de evolução estelar, daqui a cerca de 1,1 bilhão de anos o brilho do Sol aumentará em cerca de 10%, que causará a elevação da temperatura aqui na Terra, aumentando o vapor de água na atmosfera. O problema é que o vapor de água causa o efeito estufa. Daqui a 3,5 bilhões de anos, o brilho do Sol já será cerca de 40% maior do que o atual, e o calor será tão forte que os oceanos secarão completamente, exacerbando o efeito estufa. Embora o Sol se torne uma gigante vermelha após terminar o hidrogênio no núcleo, ocorrerá perda de massa gradual do Sol, afastando a Terra do Sol até aproximadamente a órbita de Marte, mas exposta a uma temperatura de cerca de 1600 K (1327 C). Com a perda de massa que levará a transformação do Sol em uma anã branca, a Terra deverá ficar a aproximadamente 1,85 UA.
No dia 6 de abril de 2000 ocorreu a maior tempestade geomagnética desde 1986. Outra similar ocorreu em 31 de março de 2001. As observações acima são do satélite ACE (Active Composition Explorer), lançado em 1997 e que fica no ponto L1 (a 1,5 milhões de km da Terra).
Em 30 de outubro de 2003 ocorreu uma tempestade geomagnética de categoria máxima, que durou 24 horas, vinda de um flare que ocorreu em 28 de outubro de 2003. A ejeção coronal de massa que atingiu a Terra viajou com velocidades acima de 8 milhões km/h. Em 4 de novembro de 2003 ocorreu o maior flare solar já registrado.
Aurora no Alasca em 6 de abril de 2000.
Aurora no McDonald Observatory, no Texas (Latitude=+30°) em 6 de abril
de 2000.
Em 22 de outubro de 2001, o experimento VIS do satélite Polar da NASA
imageou as auroras simétricas sobre os dois pólos da Terra.
Ejeção coronal de massa ocorrida em 8 de novembro de 2000, que
atingiu a Terra depois de 31 horas, ocasionando um fluxo de prótons
de alta energia 100 mil vezes maior do que o normal. A imagem é feita
com o coronógrafo do SOHO, que esconde o disco do Sol.
Fonte: astro.if.ufrgs.br
