¿Por qué el sol aún no se ha quemado?

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Nuestro sol es una estrella bastante promedio en la Vía Láctea, no la más brillante, no la más grande y solo 4.500 millones de años de antigüedad. Es único en que su luz y calor sostienen toda la vida en el único planeta habitado que conocemos en el universo. Afortunadamente para nosotros, no se quemó antes de que apareciéramos hace unos cientos de miles de años. Pero, ¿cómo podría tener tanto combustible? ¿Por qué no se ha apagado como una vela o una fogata? ¿Y cuándo se quemará finalmente?

Esta era una pregunta apremiante en el siglo XIX, dice Catherine Pilachowski, profesora de astronomía en la Universidad de Indiana. En ese momento, los humanos solo entendían dos formas en que el sol podía generar energía: o estaba creando calor y luz a través de contracciones gravitacionales, atrayándose hacia el centro y emitiendo energía (en forma de calor que sentimos en la Tierra), por lo tanto, cada vez más pequeño con el tiempo, o estaba literalmente en llamas, como la reacción química que vemos en la Tierra cuando encendemos un fósforo o encendemos una fogata. Pensando que cualquiera de los dos métodos podría haber sido el modus operandi del sol, los científicos en ese momento calcularon exactamente cuánto tiempo podría haber existido el sol usando ambos métodos. Pero ninguno de los dos resultados se cuadró con lo que sabíamos que era la edad del sistema solar: 4.500 millones de años. Si el sol se estuviera contrayendo o ardiendo, se habría quedado sin combustible mucho antes de que lleáramos. Claramente, algo más estaba pasando.

Unas décadas más tarde y armados con el famoso E = mc2 de Einstein, que confirmó que cualquier cosa que tenga masa debe tener una cantidad equivalente de energía, los astrónomos británicos de la década de 1920 propusieron que el sol estaba convirtiendo su masa en energía. Sin embargo, en lugar de un horno que convierte la madera y el carbón en ceniza y carbono ennegrecido (emitiendo luz y calor en el camino), el centro del sol es más como una gigantesca central nuclear.

El sol contiene un número masivo de átomos de hidrógeno. Típicamente, un átomo de hidrógeno neutro contiene un protón cargado positivamente y un electrón cargado negativamente que lo orbita. Cuando este átomo se encuentra con uno de sus átomos de hidrógeno, sus respectivos electrones externos se repelen magnéticamente como guardaespaldas. Esto evita que cualquiera de los protones se encuentre entre sí. Pero el núcleo del sol está tan caliente y tan presurizado que los átomos se mueven con tanta energía cinética que superan la fuerza que los une y los electrones se separan de sus protones. Esto significa que los protones, generalmente atrapados dentro del núcleo del átomo de hidrógeno, pueden tocarse y se unen en un proceso llamado fusión termonuclear.

Al igual que dentro de un reactor nuclear, los átomos dentro del núcleo del sol se estrellan entre sí cada segundo. Muy a menudo, cuatro protones de hidrógeno se fusionan para crear un átomo de helio. En el camino, un poco de la masa en esos cuatro minúsculos protones se «pierde»; pero como el universo conserva la materia, no puede desaparecer. Más bien, esa masa se convierte en una cantidad dramática de energía: cada segundo, el sol irradia 3,9 x 1026 vatios de potencia. (Esta es una cantidad tan enorme de energía que honestamente no hay analogía centrada en la Tierra. Tal vez ese número se pueda contextualizar de la siguiente manera: Esta cantidad de vatios es mucho mayor que toda la electricidad que el mundo entero usaría, a las tasas actuales, durante varios cientos de miles de siglos.)

La eficiencia de la fusión termonuclear es una razón importante por la que el sol ha mantenido irradiando calor durante tanto tiempo: la energía liberada al convertir solo un kilogramo de hidrógeno en helio es la misma que quemar 20.000 toneladas métricas de carbón. Debido a que el sol es tan masivo y relativamente joven, los científicos estiman que solo ha utilizado alrededor de la mitad de su hidrógeno productor de energía.

Eventualmente, el núcleo del sol convertirá todo su hidrógeno en helio y la estrella morirá. Pero no te preocupes. Eso no sucederá durante otros 5 mil millones de años.

Fuente: Emma Sarappo

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