Por que o sol ainda não acabou?

O aquecedor pessoal do nosso planeta é incrivelmente eficiente.

O sol é essencialmente uma gigantesca usina nuclear.NASA / SDO

Nosso sol é uma estrela razoavelmente comum na Via Láctea - não é a mais brilhante, nem a maior, e tem apenas 4,5 bilhões de anos. É único em que sua luz e calor sustentam toda a vida no único planeta habitado que conhecemos no universo. Felizmente para nós, não se esgotou antes de aparecermos algumas centenas de milhares de anos atrás. Mas como poderia ter tanto combustível? Por que não foi apagado como uma vela ou uma fogueira? E quando finalmente vai acabar?

Esta foi uma questão premente no século 19, diz Catherine Pilachowski, professora de astronomia da Universidade de Indiana. Na época, os seres humanos só entendiam duas maneiras pelas quais o sol poderia gerar energia: ou criava calor e luz através de contrações gravitacionais - puxando-se para o centro e emitindo energia (na forma de calor que sentimos na Terra), portanto ficando menor com o tempo - ou estava literalmente em chamas, como a reação química que vemos na Terra quando acendemos um fósforo ou iniciamos uma fogueira.

Pensando que qualquer dos métodos poderia ter sido o modus operandi do sol, os cientistas calcularam exatamente quanto tempo o sol poderia ter existido usando os dois métodos. Mas nenhum dos resultados se equiparou ao que sabíamos que era a idade do sistema solar - 4,5 bilhões de anos. Se o sol estivesse se contraindo ou queimando, teria ficado sem combustível muito antes de chegarmos. Claramente, algo mais estava acontecendo.

Algumas décadas mais tarde e armados com o famoso E = mc2 de Einstein , que confirmou que qualquer coisa que tenha massa deve ter uma quantidade equivalente de energia, os astrônomos britânicos da década de 1920 propuseram que o sol estava realmente convertendo sua massa em energia. No entanto, em vez de um forno que converte madeira e carvão em cinzas e carbono enegrecido (emitindo luz e calor ao longo do caminho), o centro do sol é mais como uma gigantesca usina nuclear.

O sol contém um grande número de átomos de hidrogênio. Normalmente, um átomo de hidrogênio neutro contém um próton carregado positivamente e um elétron carregado negativamente que o orbita. Quando esse átomo encontra um de seus colegas átomos de hidrogênio, seus respectivos elétrons externos repelem-se magneticamente como se fossem guarda-costas. Isso impede que qualquer um dos prótons se encontrem. 

Mas o núcleo do sol é tão quente e tão pressurizado que os átomos giram ao redor com tanta energia cinética que superam a força que os une e os elétrons se separam de seus prótons. Isso significa que os prótons, geralmente presos dentro do núcleo do átomo de hidrogênio, podem realmente se tocar e se juntam em um processo chamado fusão termonuclear.

Assim como dentro de um reator nuclear , átomos dentro do núcleo do sol batem um no outro a cada segundo. Na maioria das vezes, quatro prótons de hidrogênio se fundem para criar um átomo de hélio. Ao longo do caminho, um pouquinho da massa nesses quatro minúsculos prótons está "perdido"; mas como o universo conserva a matéria, não pode simplesmente desaparecer. 

Em vez disso, essa massa é convertida em uma quantidade dramática de energia - a cada segundo, o sol irradia 3,9 x 10 ²⁶watts de energia. (Essa é uma quantidade enorme de energia que honestamente não há analogia centrada na Terra. Talvez esse número possa ser contextualizado assim: essa quantidade de watts é muito mais do que toda a eletricidade que o mundo inteiro usaria, às taxas atuais, ao longo de várias centenas de milhares de séculos.)

A eficiência da fusão termonuclear é a principal razão pela qual o sol continua irradiando calor por tanto tempo - a energia liberada ao transformar apenas um quilo de hidrogênio em hélio é o mesmo que queimar 20.000 toneladas métricas de carvão. Como o sol é tão grande e relativamente jovem, os cientistas estimam que ele usou apenas metade de seu hidrogênio produtor de energia. 

Eventualmente, o núcleo do sol irá converter todo o seu hidrogênio em hélio e a estrela morrerá. Mas não se preocupe. Isso não acontecerá por mais 5 bilhões de anos.

Fonte: https://www.popsci.com