¿Cómo produce luz el Sol?

En la actualidad podemos decir que uno de los grandes retos de la ciencia es comprender conceptos y fenómenos tan complejos como de donde produce luz el sol, o de donde sale la materia y energía oscura; sin embargo, hasta hace relativamente poco se supo porque brillaba el sol.No fue hasta alrededor de 1920 que comenzamos a sugerir que nuestra estrella realizaba fusión nuclear para sostenerse y producir energía.

La fusión nuclear es el proceso por la cual nuestro sol genera energía y por ende brilla. Pero, qué es la fusión nuclear:

Este es el proceso por el cual “pegamos” dos núcleos atómicos para generar una variante del mismo elemento, y así hasta generar uno nuevo, como es el caso de nuestro sol que produce energía fusionando Hidrógeno en Helio.

Esto ocurre gracias a que en el centro del Sol, se dan las condiciones necesarias para poder llevar a cabo la fusión. (en el centro del sol hay altas concentraciones de materia moviéndose a altas velocidades). El movimiento de estas partículas genera temperatura.

Se estima que se necesitan al menos 5 millones de grados Kelvin para poder generar Fusión nuclear, en el centro del Sol se cree que hay temperaturas que alcanzan hasta los 15 millones de grados Kelvin, realmente algo inimaginable.

Entonces, ¿Como produce luz el Sol?

En el movimiento de las partículas, los protones (Átomos de Hidrógeno) al tener la misma carga primeramente tienden a repelerse, sin embargo dado a la gran velocidad que esto ocurre, la fuerza electromagnética que impide mantener unidas dos partículas de cargas similares, queda abolida gracias a algo que se llama Efecto túnel, acá es cuando nuclear fuerte hace su trabajo y los dos protones quedan unidos, dando paso a una variante del Hidrógeno (El Deuterio).

En ese proceso uno de los protones se convierte en un neutrón, liberando un positrón (que es lo mismo a un electrón pero con carga positiva). El positrón al encontrarse en el medio donde la materia es la predominante, este rápidamente encuentra un electrón, destruyéndose en el instante, generando así Rayos Gamma (en términos generales la Luz). A todo este complicado proceso también se le conoce como Nucleosíntesis.

Todo esto podemos expresarlo en la siguiente ecuación:

¹H + ¹H → ²H + e+ + νe
e+ + e− → 2γ

El ciclo protón – protón no es el único camino para Fusionar Hidrógeno, existen otros caminos tales como el ciclo CNO, aunque no son tan abundantes en las reacciones dentro del Sol.

Este quema alrededor de 620 millones de toneladas de Hidrógeno por segundo, debido a la relación de la masa con la energía según se expresa en E=mc2. Acá podemos notar que en el transcurso de la fusión de Hidrógeno se pierde masa, este faltante de masa se convierte en energía, recordemos la colisión del positrón con el electrón.

Fuente de la imagen: https://sdo.gsfc.nasa.gov/

Ahora bien, todo esto se cocina en el núcleo del Sol, ¿como transporta este la energía generada fuera de su radio?, Sabemos que la luz tiene la velocidad más rápida en el vacío, pero en este caso estamos hablando de la luz, en el contexto de un medio en específico, esto debido a la alta densidad dentro del sol, la luz no puede viajar libremente, esta al interactuar con las partículas, la luz pierde energía y como resultado se demora mas en salir del radio del Sol, un solo fotón puede tardar alrededor de 100 mil y un millón de años en salir del radio del Sol, este antes de viajar libremente por el vacío del espacio y llegar a nosotros.

Fuente de la imagen: https://sdo.gsfc.nasa.gov/

Como seguramente ya lo saben, el combustible no durará para siempre. Nuestro Sol, lleva unos 5 mil millones de años sustentando nuestro planeta con energía estable, y puede sostenerse por otros 5 mil millones de años más antes de que agote su combustible de Hidrógeno, para nuestra fortuna, aún queda Sol para rato, pero ¿que sucedera despues que el Sol acabe el Hidrógeno? Bueno el ciclo de vida de una estrella también es un tema muy interesante y también importante para saber que le pasara a nuestra estrella tan preciada y de hecho, para saber qué sucederá con nosotros, de seguro también has intuido que una estrella al no solo generar energía pero también elementos estas son clave para el desarrollo de la vida como la conocemos, además, ¿que esto de la fuerza fuerte y el efecto túnel del que hablamos al principio, que hacen posible que nuestro Sol pueda sostenerse?. seguiremos ampliando acerca de esto en próximos artículo.

Elmer ha realizado este blog

Elmer ha realizado este blog Colaborador