2.1 El sol
El Sol es la estrella más cercana a la
Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos
cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es también nuestra principal fuente
de energía, que se manifiesta, sobre todo, en forma de luz y calor.
El Sol contiene más del 99% de toda la
materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los
planetas y los hace girar a su alrededor.
El Sol se formó hace 4.650 millones de
años y tiene combustible para 5.000 millones más. Después, comenzará a hacerse
más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá
por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un
trillón de años en enfriarse.
El Sol (todo el Sistema Solar) gira
alrededor del centro de la Via Láctea, nuestra galaxia. Da una vuelta cada 200
millones de años. En nuestros tiempos se mueve hacia la constelación de
Hércules a 19 Km./s.
Actualmente el Sol se estudia desde
satélites, como el Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO), dotados de
instrumentos que permiten apreciar aspectos que, hasta ahora, no se habían
podido estudiar.
Además de la observación con
telescopios convencionales, se utilizan: el cronógrafo, que analiza la corona
solar, el telescopio ultravioleta extremo, capaz de detectar el campo
magnético, y los radiotelescopios, que detectan diversos tipos de radiación que
resultan imperceptibles para el ojo humano.
¿Por dónde
sale el sol?
Cuando preguntamos por
donde sale el Sol en las mañanas, muchos dicen que por el oriente y que
igualmente se oculta por el occidente. Pero esto realmente no es así. Si somos
buenos observadores lo podremos comprobar en solo algunos días. Simplemente
observando la salida del Sol durante algunos días consecutivos comprobaremos
que el Sol no sale, ni se pone, por el mismo lugar del horizonte.
Durante el año, en cada fecha, el Sol se eleva
y se pone por un lugar diferente sobre el horizonte. Entonces ¿Cuándo realmente
sale el Sol por el oriente cardinal y cuando se pone exactamente por el
occidente? Esto sucede sólo dos días en
el año: aproximadamente el 20 (21) de marzo y el 22 (23) de septiembre, en
realidad, puede suceder que estas fechas cambien ligeramente y se modifiquen,
en un día o dos. Así, sólo en esas fechas es correcto decir que el Sol sale por
el oriente y se pone por el occidente cardinal, prácticamente en cualquier
parte de nuestro planeta.
¿A qué se debe esto? En realidad a varias
cosas. Una de ellas, es la translación de nuestro planeta alrededor del Sol.
Una consecuencia de ello es que vemos al Sol salir por diferentes puntos del
horizonte oriental y eso determina la cantidad de luz solar que tenemos. Por
ejemplo, todos nos damos cuenta que al madrugar para el colegio a principios
del año, cuando nos levantamos aún está muy oscuro. Pero a medida que
transcurre el año escolar a esa misma hora que nos levantamos cada vez hay más
luz solar, así, a mitad del año nos es más fácil levantarnos pues ya vemos
mucha luz solar a la misma hora. Luego volvemos a notar que esa luz se va
desvaneciendo a medida finaliza el año. Esto se debe a los diferentes caminos
que sigue el Sol día a día durante un año, algunas más largas y otras más
cortas. En algunos lugares del planeta esto es tan evidente que se dan las
estaciones. Momentos en los cuales para ellos o hace mucho calor porque tienen
mucha luz solar o hace mucho frió y nieva porque tienen muy poca luz solar.
Algo interesante ocurre los días en que el Sol
sale exactamente por el oriente y se oculta por el occidente. La cantidad de
horas de luz solar es idéntica a la cantidad de horas en que no la hay; es
decir, el día tiene igual duración que la noche. Es por esta razón que esas
fechas se conocen como equinoccios: palabra derivada de una antigua expresión
que significa el día equivale a la noche. A partir de esos días el Sol empieza
a salir por diferentes puntos del horizonte. Es así como empieza a salir más
hacia el norte después del equinoccio del 21 de marzo, hasta llegar a un máximo
para luego volver al equinoccio del 22 de septiembre en su camino hacia el sur
del horizonte. A estos puntos extremos y simétricos respecto al equinoccio, se
les llama Solsticios, ya que por los días cercanos a esa fecha, la salida y
puesta del Sol sucede por el mismo lugar. Pareciera que el Sol se quedara
quieto por unos días. La palabra Solsticio quiere decir Sol quieto. Sus fechas
son 21 de Junio, solsticio de verano (hemisferio Norte) y 21 de diciembre,
solsticio de invierno (hemisferio norte).
¿Cuál es la causa de las estaciones?
Las cuatro
estaciones otoño, invierno, primavera y verano se producen
durante todo el año. Cada hemisferio experimenta una estación opuesta. Por
ejemplo, la temporada de invierno en el hemisferio norte es
verano en
el hemisferio sur.
Las estaciones del año son causadas por la inclinación del eje de la Tierra en su órbita alrededor
del Sol.
La órbita de la Tierra
La Tierra gira sobre su eje en sentido antihorario en un ángulo de
23,4°. Este giro de la Tierra produce el día y la noche, ya que sólo
la mitad del mundo se enfrenta al sol. Además, a medida que la Tierra gira
sobre su eje, la órbita alrededor del Sol, tarda 365 días para completar una
órbita completa. Debido a la inclinación del eje de la Tierra, las diferentes
áreas reciben diferentes cantidades de luz solar durante la órbita de la
Tierra, creando las cuatro estaciones.
Las estaciones
La sincronización de las estaciones es opuesta para cada hemisferio.
Esto es porque cuando el polo norte está inclinado hacia el sol, el hemisferio
norte se enfrenta al sol en un ángulo mayor que el hemisferio sur. Por lo
tanto, el hemisferio norte se calienta más. Esto representa los meses de verano
para el hemisferio norte y del invierno para el hemisferio sur. A medida que la
Tierra sigue su órbita, el polo sur finalmente se inclina hacia el Sol,
revirtiendo la estación en cada hemisferio.
Los equinoccios
Durante el solsticio de invierno, el Sol está en su punto más bajo en el
camino del cielo, lo que resulta en el día más corto del año. Después de este
día, el Sol sigue un camino cada vez más alto en el cielo. El equinoccio de
primavera se produce cuando el Sol sale exactamente por el este y viaja a
través del cielo durante 12 horas, cayendo exactamente en el oeste. Hay un
equinoccio de primavera y de otoño, donde cada lugar de la Tierra experimenta
un día aproximado de 12 horas. Después del equinoccio de primavera, el Sol
continúa siguiendo un camino más y más alto por el cielo hasta el solsticio de
verano, el día más largo del año y el punto más alto del Sol en el cielo.
Después de esto, el Sol sigue una trayectoria cada vez más alta hasta que
alcanza el equinoccio de otoño y luego el solsticio de invierno.
Resumen de las diferentes estaciones
El verano es la temporada de los días más largos y las temperaturas más
cálidas y el invierno es todo lo contrario. La primavera representa el momento
en que los días comienzan a ser más largos, con más horas de luz solar. El
otoño es la época en que los días se hacen más cortos, con menos luz solar
aumentando hacia los meses de invierno. En el ecuador existe menos distinción
entre las estaciones que en los polos debido a que el ecuador está inclinado
casi en el mismo ángulo que el Sol durante todo el año.
¿Por qué hace más calor en verano?
Se podría pensar que la razón por la
que hace más calor en verano es que la Tierra está más cerca del Sol.
¿Por qué entonces cuando en el
hemisferio norte es verano, es invierno en el sur? Mientras en el norte nos
tostamos en playas y piscinas, en el sur se ponen el abrigo. El 21 de junio,
día en que comienza el verano norteño, empieza el invierno en el sur y viceversa.
Las estaciones están cambiadas.
La primera imagen corresponde al mes de diciembre: el sol brilla
directamente en el hemisferio sur e indirectamente en el norte. La segunda y la
cuarta, a los meses de marzo y septiembre: el Sol brilla de la misma manera en
ambos hemisferios. La tercera representa el mes de junio: el Sol brilla
indirectamente en el sur y directamente en el norte. / NASA
Por tanto,
la respuesta no es correcta.
Refresquemos
la memoria: la Tierra recorre una órbita elíptica alrededor del Sol con un
periodo de unos 365 días (el año terrestre). Su excentricidad es pequeña, lo
cual significa que su recorrido se parece bastante a un círculo. Así, la distancia que nos separa del Sol cambia
poco a lo largo del año: unos 152 millones de kilómetros en el
punto más lejano (afelio) y unos 146 millones en el más cercano (perihelio). El
perihelio ocurre siempre alrededor del 4 de enero y el afelio sobre el 4 de
julio. Es decir: cuando la Tierra
está más cerca del Sol es invierno en el hemisferio norte. Aunque
la cantidad de luz que recibe el planeta en esta posición es levemente mayor
que en la más lejana, esto no aliviará los rigores invernales.
Recordemos
también que la Tierra gira sobre
su propio eje una vez cada 24 horas, lo que determina el transcurso
de los días y las noches. El eje
de rotación está inclinado 23,5 grados respecto al plano de su órbita.
La dirección del eje no cambia apenas a lo largo de un año, pero la
orientación respecto al Sol sí lo hace (Figura 1). Durante el verano boreal, el Polo Norte
apunta hacia el Sol. Por ello, en el hemisferio norte los rayos
solares inciden de forma más directa y durante más tiempo en la superficie. La
radiación, que además atraviesa un espesor menor de atmósfera, está concentrada
en un área menor. Todo ello hace que el calor sea más intenso. Por tanto, es la
inclinación del eje de rotación de la Tierra, combinada con el movimiento de
traslación alrededor del Sol, lo que provoca los cambios estacionales.
En otros planetas la situación es diferente. En Venus, que tiene una órbita prácticamente
circular y un eje de rotación casi perpendicular (2,7 grados de inclinación) a
su órbita los cambios estacionales son muy pequeños. En Urano el eje de
rotación está tan inclinado 82 grados rota casi tumbada, de modo que las
estaciones son extremas. Durante aproximadamente un cuarto del año en Urano
(unos 84 años terrestres), el Sol incide directamente sobre cada uno de los
polos, dejando la otra mitad del planeta sumida en el crudísimo invierno.
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