Columna de Astronomía | De dónde viene realmente la luz que nos ilumina

Al abrir la ventana en la mañana, en estos días de verano, la pieza se llena de luz “natural”. Así le decimos a la luz del Sol. Pero ¿qué es esta luz? ¿Dónde y cómo se produce?

Es evidente que se produce en el Sol. Un poco menos evidente, me imagino, es que se produzca muy cerca del centro del astro, y que se demore entre cien mil y un millón de años en recorrer los 700 mil kilómetros que hay entre ese centro y la superficie del Sol. Ahora los 150 millones de kilómetros que quedan entre la superficie del Sol y nuestra ventana, en cambio, los recorre en tan solo ocho minutos. Para entender por qué, hay que contestar primero la otra pregunta. ¿Cómo se produce?

Como toda estrella, el Sol es una esfera de gas, cuyo centro está extremadamente comprimido y caliente, debido a que toda la masa de la estrella trata de caerse hacia el centro, sujeta a la gravedad. En el centro del Sol, la temperatura alcanza unos 15 millones de grados centígrados. Eso hace que se encienda, espontáneamente, una central termonuclear que produce energía por medio de la fusión. Las centrales nucleares en la Tierra rompen núcleos de elementos pesados (normalmente uranio) en elementos más livianos, en un proceso de fisión nuclear que libera energía. El Sol hace el opuesto: junta núcleos del elemento más liviano y más abundante que existe, el hidrógeno, y por cada cuatro de ellos forma un núcleo de helio. En etapas más avanzadas de sus vidas, las estrellas van formando elementos más y más complejos, con el mismo tipo de reactor nuclear.

Tal como ocurre en nuestras centrales nucleares, la suma de las masas de los productos finales es menor que la suma de las masas de los ingredientes iniciales. En el caso del Sol, la masa de un núcleo de helio es un 0.7% menor que la masa de 4 núcleos de hidrogeno. La masa perdida (m) es convertida en energía (E),según la fórmula de Einstein E=mc2, y liberada en forma de fotones y neutrinos. Los fotones son cuantos, o partículas, de luz, y los más energéticos que existen son los rayos gama. Estos serían dañinos para los seres vivos, mucho más que los rayos X, si llegaran a la Tierra. Los rayos gama son utilizados para esterilizar equipos médicos y alimentos, porque matan a las bacterias y a los insectos. Afortunadamente se quedan unos cientos de miles de años en el interior del Sol, chocando continuamente con otras partículas, y siendo desviados en cualquier dirección. En cada uno de estos choques, el fotón les regala un poco de su energía al electrón, calentando el gas y disminuyendo su propia energía. Después de muchos miles de años y muchos choques, los que llegan a la superficie del Sol –y de ahí rápidamente a la Tierra– ya no son los mismos fotones. Son otros, mucho menos energéticos, en su mayoría correspondientes a luz visible amarilla, pero con una distribución amplia de energías que incluye a la luz ultravioleta, muy dañina para la piel, y la infrarroja.

La energía que produce el Sol en la conversión de un kilo de hidrógeno en helio es de 178 GWh: más del doble del consumo anual de energía en Chile. El Sol convierte en helio 600 millones de toneladas de hidrógeno, por cada segundo.

Pareciera que lo que pasa en el interior de las estrellas es algo misterioso, que solamente ocurre en pocos rincones escondidos del universo, y que solamente algunos científicos locos entienden realmente. Pero todos los átomos de todos los objetos que nos rodean, y los mismos átomos que nos constituyen, se formaron ahí. Y también la luz que permite verlos y que calienta nuestro planeta a la temperatura correcta para el desarrollo de la vida. Esa fusión es el origen de todo nuestro mundo. Cuéntenles a sus niños.