16: El Sol- Una potencia nuclear

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El Sol emite una cantidad incomprensible de energía, tanto que su radiación ultravioleta puede causar quemaduras solares desde 93 millones de millas de distancia. También es muy antiguo. Como aprendiste antes, la evidencia muestra que el Sol se formó hace unos 4.5 mil millones de años y ha estado brillando desde entonces. ¿Cómo puede el Sol producir tanta energía durante tanto tiempo?

La salida de energía del Sol es de aproximadamente 4 × 10 ²⁶ vatios. Esto es inimaginablemente brillante: más brillante que un billón de ciudades juntas cada una con un billón de bombillas de 100 vatios. La mayoría de los métodos conocidos de generación de energía están muy por debajo de la capacidad del Sol. La cantidad total de energía producida a lo largo de toda la vida del Sol es asombrosa, ya que el Sol ha estado brillando durante miles de millones de años. Los científicos no pudieron explicar la energía aparentemente ilimitada de estrellas como el Sol antes del siglo XX.

16.1: Fuentes de Sol- Energía Térmica y Gravitacional
El Sol produce una enorme cantidad de energía cada segundo. Dado que la Tierra y el sistema solar tienen aproximadamente 4.5 mil millones de años, esto significa que el Sol ha estado produciendo grandes cantidades de energía durante muy, mucho tiempo. Ni la quema química ni la contracción gravitacional pueden dar cuenta de la cantidad total de energía irradiada por el Sol durante todo este tiempo.
16.2: La masa, la energía y la teoría de la relatividad
La energía solar es producida por interacciones de partículas, es decir, protones, neutrones, electrones, positrones y neutrinos. Específicamente, la fuente de la energía del Sol es la fusión de hidrógeno para formar helio. La serie de reacciones necesarias para convertir hidrógeno en helio se denomina cadena protón-protón. Un átomo de helio es aproximadamente 0.71% menos masivo que los cuatro átomos de hidrógeno que se combinan para formarlo, y esa masa perdida se convierte en energía (con la cantidad de energía dada por la fórmula E = mc2).
16.3: El Interior Solar - Teoría
A pesar de que no podemos ver dentro del Sol, es posible calcular cómo debe ser su interior. Como insumo para estos cálculos, utilizamos lo que sabemos del Sol. Está hecho completamente de gas caliente. Aparte de algunos cambios muy pequeños, el Sol no se está expandiendo ni contrayendo (está en equilibrio hidrostático) y saca energía a un ritmo constante. La fusión de hidrógeno ocurre en el centro del Sol, y la energía generada es transportada a la superficie por radiación y luego convección.
16.4: El Interior Solar - Observaciones
Los estudios de oscilaciones solares (helioseismología) y neutrinos pueden proporcionar datos de observación sobre el interior del Sol. La técnica de la heliosismología ha demostrado hasta ahora que la composición del interior es muy parecida a la de la superficie (excepto en el núcleo, donde parte del hidrógeno original se ha convertido en helio), y que la zona de convección se extiende alrededor del 30% del camino desde la superficie del Sol hasta su centro.
16.E: El Sol- Una potencia nuclear (Ejercicios)

Miniatura: Se necesita una increíble cantidad de energía para que el Sol brille, como lo ha hecho y seguirá haciéndolo durante miles de millones de años. (crédito: modificación de obra por Ed Dunens)