O que acontece dentro do Sol

Se o Sol fosse uma fogueira, já teria acabado há muito: a combustão química liberta muito pouca energia por grama, e uma quantidade de combustível do tamanho do Sol arderia durante milhares de anos. Mas o Sol tem cerca de 4,6 mil milhões de anos e já percorreu aproximadamente metade do seu percurso.

Aqui funciona outra coisa. O peso das camadas exteriores comprime o centro até a matéria aí ser cerca de 150 vezes mais densa do que a água e a temperatura rondar os 15 milhões de graus. Em várias etapas, os núcleos de hidrogénio juntam-se num núcleo de hélio, que é ligeiramente mais leve do que a soma dos núcleos iniciais. A diferença transforma-se em luz: cerca de quatro milhões de toneladas por segundo deixam de ser matéria.

Isto acontece lentamente. Os protões têm a mesma carga e repelem-se, e nem 15 milhões de graus chegam para os fazer colidir diretamente: a fusão acontece através do tunelamento quântico, ou seja, por uma rara casualidade. Em média, um protão espera milhares de milhões de anos pela sua reação. É por isso que o Sol não se inflama todo de uma vez, mas brilha de forma constante.

Um metro cúbico do núcleo solar liberta, em média, cerca de 276 watts, aproximadamente a mesma ordem de grandeza que um monte de composto. O Sol é ofuscante não por causa da potência num único ponto, mas por causa do seu tamanho: tem lá dentro tantos metros cúbicos desses que, juntos, formam uma estrela.

A seguir, a energia tem de sair. O núcleo ocupa cerca de um quarto do raio, acima dele fica a zona radiativa, até 70% do raio, e o terço exterior é convectivo. Pelo caminho, a temperatura desce quase 3000 vezes.

As camadas estão organizadas assim por uma razão. Enquanto a matéria é transparente, é a radiação que transporta o calor. Mais perto da superfície, o gás arrefece e torna-se opaco, por isso a radiação não consegue passar, e é o próprio gás que se move: o gás quente sobe, o gás arrefecido desce. Visto de fora, isto aparece como um padrão granuloso: cada «grânulo» tem cerca de mil quilómetros de diâmetro e dura cerca de dez minutos.

Um fotão gama vindo do núcleo é quase imediatamente absorvido e emitido de novo, milhares de milhões de vezes, sempre numa direção aleatória. As estimativas sobre o tempo que a energia demora a chegar à superfície variam: entre milhares e centenas de milhares de anos. Os restantes 150 milhões de quilómetros até à Terra são percorridos pela luz em 8 minutos e 20 segundos.

Ninguém olhou lá para dentro, mas há duas formas indiretas de o descobrir. Os neutrinos nascem nas mesmas reações e interagem com quase nada: saem do núcleo em alguns segundos e chegam aos detetores na Terra, num relato direto vindo do centro. Além disso, o Sol também produz sons: a sua superfície oscila, e o conjunto de frequências revela a densidade e a velocidade do som em profundidade.