Por que fenómenos é que o Sol emite luz?
É isso que vamos analisar neste pequeno artigo.
Boa exploração!?
Como é que o Sol brilha?
O Sol, ou qualquer outra estrela, “brilha” ou “queima” graças a um processo de fusão termonuclear, e não a uma reação química como a iluminação artificial do nosso planeta.
Porque o Sol é muito maciço, tem uma grande gravidade e o seu núcleo está sujeito a enormes níveis de pressão e calor. Esta pressão e este calor são tão elevados no núcleo do Sol (cerca de 15 milhões de °C) que os protões dos átomos de hidrogénio que constituem a maior parte do Sol colidem uns com os outros a uma velocidade suficiente para se colarem ou “fundirem” para criar núcleos de hélio. De facto, é necessário que quatro núcleos de hidrogénio se fundam para produzir um núcleo de hélio, embora este seja, na realidade, um processo mais complicado em três partes (hidrogénio para deutério, deutério para hélio-3 e hélio-3 para hélio).
No entanto, a massa líquida dos núcleos de hélio fundido é, na realidade, ligeiramente inferior à soma das massas dos átomos de hidrogénio que os constituem, e esta pequena quantidade de massa perdida é convertida numa enorme quantidade de energia, de acordo com a relação de equivalência massa-energia E = mc². Para se ter uma ideia da dimensão deste processo, o nosso Sol converte, em cada segundo do dia, cerca de 700 milhões de toneladas de hidrogénio em cerca de 695 milhões de toneladas de hélio. Os 5 milhões de toneladas que faltam são convertidos numa energia equivalente à detonação de cerca de 100 mil milhões de bombas de uma megatonelada, ou seja, duzentos milhões de vezes a potência explosiva de todas as armas nucleares que já explodiram na Terra.
O processo de fusão liberta, portanto, enormes quantidades de energia, inicialmente sob a forma de fotões de raios gama, que atravessam o interior do Sol por uma combinação de radiação e convecção, sendo depois irradiados para o espaço sob a forma de energia electromagnética, incluindo a luz visível. Este processo também emite radiação de partículas, conhecida como “vento estelar”, um fluxo constante de partículas eletricamente carregadas, tais como protões livres, partículas alfa e partículas beta, bem como um fluxo constante de neutrinos. É a pressão interna deste processo de fusão nuclear que impede o Sol de colapsar ainda mais sob a sua própria gravidade (um estado de equilíbrio hidrostático).
O hidrogénio é de longe o elemento mais comum no Sol (e no universo como um todo) e o hélio é o segundo elemento mais comum. Uma estrela passa a maior parte da sua vida, conhecida como a sua fase de “sequência principal”, a fundir hidrogénio em hélio, mas em estrelas maiores e mais quentes o hélio que se acumula no núcleo torna-se cada vez mais comprimido e quente até que os átomos de hélio começam a fundir-se para formar oxigénio e carbono. Assim, estas estrelas estão continuamente a criar elementos mais pesados a partir de elementos mais leves: hélio a partir de hidrogénio, oxigénio a partir de hélio, e assim por diante. No entanto, mesmo nas maiores estrelas, este processo pára no elemento ultra-estável ferro, que não se funde facilmente para formar elementos mais pesados. Neste ponto, a pressão interna da gravidade assume o controlo, esmagando o núcleo e levando a uma explosão de supernova e à criação de uma estrela de neutrões ou de um buraco negro.
Esperemos que esta informação o tenha ajudado a saber mais sobre o nosso Sol.
Vemo-nos em breve no Le Petit Astronaute!
Descubra o nosso próximo artigo: onde está a terra no universo?