O que acontece dentro do Sol

Se o Sol fosse uma fogueira, teria acabado há muito tempo: a combustão química libera pouca energia por grama, e um combustível do tamanho do Sol se esgotaria em milhares de anos. Mas o Sol tem cerca de 4,6 bilhões de anos e já percorreu aproximadamente metade do seu caminho.

O que acontece é outra coisa. O peso das camadas externas comprime o centro até a matéria ali ficar cerca de 150 vezes mais densa que a água, e a temperatura chegar a aproximadamente 15 milhões de graus. Em várias etapas, núcleos de hidrogênio se combinam para formar um núcleo de hélio, ligeiramente mais leve que a soma dos originais. A diferença vira luz: cerca de 4 milhões de toneladas por segundo deixam de ser matéria.

Isso acontece devagar. Os prótons têm a mesma carga e se repelem, e nem 15 milhões de graus bastam para fazê-los colidir diretamente: a fusão acontece por efeito túnel quântico, ou seja, por uma rara chance. Em média, um próton espera bilhões de anos pela sua reação. É por isso que o Sol não pega fogo de uma vez, mas brilha de maneira constante.

Um metro cúbico do núcleo solar libera, em média, cerca de 276 watts, aproximadamente na mesma ordem de grandeza que uma pilha de compostagem. O Sol é ofuscante não por causa da potência em um único ponto, mas por causa do tamanho: há tantos metros cúbicos assim em seu interior que, juntos, eles formam uma estrela.

Depois, a energia precisa sair. O núcleo ocupa cerca de um quarto do raio; acima dele fica a zona radiativa, que chega a 70% do raio, e o terço externo é convectivo. No caminho, a temperatura cai quase 3 mil vezes.

As camadas são organizadas assim por um motivo. Enquanto a matéria é transparente, a radiação transporta o calor. Mais perto da superfície, o gás esfria e fica opaco, impedindo a passagem da radiação, então o próprio gás se move: o gás quente sobe, e o que esfriou afunda. Do lado de fora, isso aparece como um padrão granulado: cada "grânulo" tem cerca de mil quilômetros de diâmetro e dura aproximadamente 10 minutos.

Um raio gama vindo do núcleo é quase imediatamente absorvido e emitido de novo, bilhões de vezes, sempre em uma direção aleatória. As estimativas de quanto tempo a energia leva para chegar à superfície variam: de milhares a centenas de milhares de anos. Os 150 milhões de quilômetros restantes até a Terra são percorridos pela luz em 8 minutos e 20 segundos.

Ninguém olhou lá dentro, mas existem dois caminhos indiretos. Os neutrinos nascem nas mesmas reações e interagem com quase nada: deixam o núcleo em alguns segundos e chegam aos detectores na Terra, trazendo um relato direto do centro. Além disso, o Sol também produz sons: sua superfície oscila, e o conjunto de frequências revela a densidade e a velocidade do som em diferentes profundidades.