Breve guía de campo do sol, ese descoñecido cotián (1)

Todas as mañás un astro enorme asoma polo horizonte e, grazas ao xiro da Terra, desprázase polo ceo enchendo todo de luz e calor. O sol, a estrela que está máis perto do noso planeta, é o motor de todas as plantas e animais; sen el a vida na Terra non existiría, cando menos tal e como a coñecemos. Mais…que coñecemos do astro rei? De onde sae o calor e a luz? Por que todos dependemos del?

Xa os exipcios, hai varios miles de anos, apreciaban a importancia do Sol, adorado como un deus supremo ao que chamaban “Ra”. A Terra e outros 8 planetas damos voltas ao seu redor, formando unha entrañábel familia que se chama Sistema Solar (algo que a igrexa católica tardou en aceptar, xa que gustaba de pensar que era a Terra quen estaba no centro do universo). O Sistema Solar tampouco se encontra no centro de nada: estamos nunha barriada do extrarradio da galaxia Vía Láctea. Agora sabemos que o Sol, en termos cosmolóxicos, é absolutamente insignificante: forma parte dunha galaxia na que hai outros 100.000 millóns de colegas parecidos. O de “astro rei” está ben, ainda que só para consumo doméstico: para nós o Sol e absolutamente vital –no sentido máis literal da palabra–.

Que é o sol?
É unha estrela común, formada basicamente por cantidades enormes de hidróxeno (un 95 %), e tamén unhas chiscas de helio (3 %) e elementos pesados (2 %). Os átomos de hidróxeno, que se formaron na grande explosión inicial ou “Big Bang”, estaban inicialmente dispersos no Universo, mais esa forza que chamamos gravidade e que fai que os corpos con masa se atraian un aos outros –cunha intensidade que é directamente proporcional ao produto das masas e inversamente proporcional ao cadrado das distancias–, fixo que os gases se xuntasen e condensasen nun espazo relativamente pequeno –falando en termos cosmolóxicos, claro–, para formar unha enorme pelota.

Que ocorre no sol?
Ao xuntarse cantidades enormes de átomos de hidróxeno, no interior da pelota aumenta moito a presión e tamén a temperatura, xa que as partículas tropezan unhas con outras con moita frecuencia. De feito, as condicións de temperatura da nosa estrela son difíciles de imaxinar: uns 15 millóns de graos no interior, e uns 6.000 na superficie. Un excelente forno para cocer átomos e fabricar novos elementos. Porque iso é o que está a ocorrer no sol: os átomos de hidróxeno combínanse entre si para formar helio e outros elementos máis complexos. Cada vez que se forma un átomo de helio, libérase enerxía en forma de radiación; esta radiación viaxa cara á superficie do Sol e, cando chega ao exterior –ao cabo de aproximadamente un millóns de anos–, emítese principalmente como luz visíbel. Esa é a luz que chega á Terra: o produto da enerxía que se liberou hai moito tempo no interior do Sol ao formarse cantidades enormes de átomos de helio.

Fabricando átomos
Vexamos con un pouco máis de detalle en que consiste a formación de átomos novos a partir doutros máis simples. A maioría dos átomos son entidades físicas tremendamente estábeis, formados por un núcleo con protóns e neutróns, e unha parte externa na que revoan os electróns. As propiedades características de cada tipo de átomo (ou sexa, de cada elemento) veñen determinadas polo número de protóns que hai no núcleo. Por exemplo, o hidróxeno ten un núcleo cun so protón, o helio ten dous protóns, aos átomos con 6 protóns lle chamamos carbono, aos que teñen 7 protóns nitróxeno, e así sucesivamente (hai unha táboa na que pode comprobarse o número de protóns que ten cada elemento: a chamada táboa periódica. Ao número de protóns se lle chama número atómico). Se xuntamos dous protóns –e dous neutróns– podemos formar un átomo de helio, e con 3 átomos de helio fabricaríamos carbono. En principio calquera sustancia pode converterse en calquera outra simplemente modificando o número de partículas que hai no núcleo; o ouro, por exemplo, é o átomo que ten 79 protóns…vaia choio –este era o sono dos alquimistas!–. Mais a cousa non é tan doada: para arrancar ou incluír un protón no núcleo dun destes elementos é preciso vencer unhas forzas enormes que son as que manteñen as partículas intimamente unidas, unha especie de “super-glue” cunha forza descomunal (non podía ser tan doado iso de converter hidróxeno en ouro).

Central termonuclear
Que terían que facer os alquimistas para fabricar ouro? Quentar, elevar moito a temperatura, de tal xeito que as partículas atómicas alcancen velocidades enormes e choquen entre si, fundíndose. A isto se lle chama fusión termonuclear e, polo de agora, so ocorre no interior das estrelas. Por este sistema fórxanse no Sol cada segundo 700 millóns de toneladas de helio a partir de hidróxeno (!!). Estas reaccións termonucleares son as que teñen formado e están a formar todos os átomos que existen no universo (excepto o hidróxeno). Como xa comentei noutro artigo: todos os átomos que forman parte do noso corpo, do corpo do resto de seres vivos, de todas as rochas e minerais, de todos os obxectos que vemos, todos, foron fabricados no interior dalgunha estrela.

Xogando a ser Ra
Hai tempo que os científicos se decataron de que a enerxía que se libera coa fusión nuclear pode ser moi útil para unha sociedade como a nosa, tremendamente necesitada de fontes alternativas que substitúan aos contaminantes e limitados hidrocarburos (petróleo, gas natural, etc). O problema é que é moi complicado alcanzar na Terra as condicións necesarias (15 millóns de graos!). Na actualidade está en proxecto a construción do primeiro reactor de fusión termonuclear: é o chamado ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Levará tempo poñelo en marcha e comprobar se é posíbel obter enerxía a partir del; de conseguirse, os seres humanos teríamos por primeira vez un pequeno sol artificial nas nosas mans...o sono dos alquimistas feito realidade.

Aparte da fusión, tamén hai a posibilidade de facer átomos novos ao revés: rompendo núcleos pesados noutros máis simples nun proceso que se chama fisión. Se a fusión é unha construción, a fisión sería unha especie de de-construción. Na fisión de elementos moi pesados tamén se libera enerxía, e ademais este proceso pode levarse á práctica na Terra con máis facilidade que a fusión. Os seres humanos hai tempo que o facemos: as centrais nucleares e as bombas atómicas obteñen enerxía a partir da fisión de átomos de uranio ou plutonio.

É posíbel que no futuro teñamos enerxía de fusión; esperemos que imitar a Ra non traia tantos desastres como os que se derivan da fisión nuclear.


Ligazóns

Información da NASA sobre o Sol e resto do Sistema Solar

Simulador de Sistema Solar


A tabla periódica


Fusión nuclear

ITER na Wikipedia

ITER - sitio oficial

Fisión nuclear