¿Qué evita que el sol se queme en un instante?

El sol está alimentado por fusión nuclear. Esto requiere altas temperaturas y presiones y solo ocurre en un grado significativo en la región central del sol. La temperatura suficientemente alta se alcanzó inicialmente en el núcleo del proto-sol como resultado del colapso gravitacional. Parte de la energía gravitacional se convirtió en energía térmica a medida que el núcleo se comprimía gravitacionalmente.

En el momento actual, las temperaturas en todo el sol son lo suficientemente altas como para soportar presiones que evitan colapsos adicionales. En este momento, toda la energía para mantener el sol caliente proviene de la fusión.

El primer paso para la fusión en el sol es la fusión de protones. Sin esta fusión para producir deuterio que puede fusionarse aún más con helio, no se produciría fusión en el sol. Esta reacción protón-protón es la reacción limitante.

Esto no es lo mismo que la quema química, pero al igual que con algunas reacciones químicas, esta fusión libera energía y mantiene el sol caliente.

La reacción protón-protón es tan difícil de lograr que los humanos nunca podrían hacerlo en un laboratorio o incluso en una bomba. Una vez hice una estimación aproximada de que el protón promedio en el núcleo del sol podría rebotar en otros protones más de 10 ^ 32 veces antes de fusionarse con uno.

Esta reacción es muy improbable porque depende de la llamada “interacción débil” que solo opera a distancias comparables al tamaño de un protón. Eso significa que dos protones deben estar muy cerca el uno del otro para que la interacción débil incluso comience a hacer algo, e incluso con enfoques cercanos, la interacción débil no hará que un protón cambie a un neutrón con la emisión de un anti-electrón. y y neutrino electrónico.

Ese último requisito es otra parte de lo que hace que esta reacción sea poco probable. Un protón libre tiene menos masa que un neutrón. Para que el protón se descomponga en algo que tiene más masa de lo que tiene, debe obtener energía adicional. Esto puede suceder como resultado de la unión del protón a un neutrón a través de la llamada interacción nuclear fuerte, pero eso significa que la interacción débil y la interacción fuerte deben actuar juntas en un período de tiempo muy corto.

“Quemar” no hace que algo desaparezca. Convierte algo de un estado químico a otro. Por ejemplo, la quema de madera crea cenizas de carbón y varios gases, que salen al aire. La madera necesita oxígeno para arder.

El sol no puede arder como lo haría la madera, porque está en el vacío del espacio exterior sin una atmósfera de oxígeno (y otros gases) como la Tierra que causaría “quemarse”.

Pero eventualmente el sol se quemará. Pero es tan grande que tomará miles de millones de años para que eso suceda. Se hará más pequeño, pero no desaparecerá.

En este momento el sol está compuesto principalmente de hidrógeno. Su gravedad está aplastando el hidrógeno en el interior para formar helio. Esta conversión se llama fusión. Libera fotones (luz) y mucho calor, que quiere expulsar. Pero la gravedad empuja hacia atrás. Así que en este momento el sol está en este delicado equilibrio entre la gravedad empujando hacia adentro y el calor empujando hacia afuera.

En 2–3 mil millones de años, el núcleo del sol será principalmente helio. La fusión se detendrá y la gravedad causará el colapso del núcleo, lo que hará que el núcleo se caliente más. Todo esto creará una presión que hará que la superficie del sol se hinche y la convierta en un “gigante rojo” (lo más probable es que envuelva y queme la Tierra).

A medida que la parte interna del sol se vuelve más pequeña y más caliente, comenzará la fusión nuevamente. Esta vez convirtiendo helio en carbono y algo de oxígeno. La atmósfera del “gigante rojo” desaparecerá formando una nebulosa alrededor del sol.

Una vez que el núcleo del sol es principalmente carbono, el sol nuevamente detendrá la fusión. Pero el sol no es lo suficientemente masivo como para que su gravedad colapse el núcleo. Solo una brillante ascua de carbono; carbón por fuera y diamante por dentro. El sol será del tamaño de la Tierra. Esto es lo que se llama “enana blanca”. Es entonces cuando el sol se “quemará”.

Sin embargo, debido a que todavía es grande, denso y caliente, todavía emitirá luz. Tomará miles de millones, si no trillones de años, para que el sol se enfríe.

Bueno, no arde como en la oxidación. Se está fusionando. Y el enorme calor que genera evita que el núcleo se derrumbe. Una estrella mucho más grande se ‘quemará’ mucho más rápido porque hay una mayor densidad de material de fusión. Entonces, la razón por la que no se quema todo en una gran superflash es que es demasiado pequeño.

La fusión nuclear requiere temperaturas muy altas que solo existen en el núcleo del sol. El resultado de la fusión del hidrógeno es el helio, que amortigua la reacción y el fluido en el resto del sol se agita por procesos termodinámicos, mientras que el hidrógeno se transforma en energía. Las estrellas más grandes se queman más rápido, pero nuestro sol es un tiddler que llevará varios miles de millones de años procesar su combustible.

Solo una pequeña parte del sol se está “quemando”, es decir, que tiene lugar la fusión. En el núcleo, la presión y la temperatura son lo suficientemente altas como para que ocurra la fusión. Sin embargo, el calor tiende a hacer que las cosas se expandan. Por lo tanto, el calor generado ’empuja’ sobre el resto del material del Sol.

Entonces, puedes comparar el Sol con una vela. Hay mucho combustible allí, pero solo una pequeña parte está sujeta a las condiciones adecuadas para que ese combustible se use. En el caso del Sol, esa parte está en el centro y calienta las capas externas lo suficiente como para que brillen.

El sol es un objeto con una masa gigantesca. Esto crea una condición de espacio-tiempo donde todos los componentes y procesos están estructurados. De manera corta, la mayor parte de la reacción de fusión ocurre dentro del centro del Sol (alrededor del 25% del tamaño del Sol). Esta energía llega a la superficie del Sol en un millón de años y luego tarda 8 minutos en llegar a la Tierra.

Creo que el tamaño del Sol evita quemarlo en un instante.

¿Quieres decir nova (una reacción en la que la fusión nuclear autosuficiente de hidrógeno / helio se libera muy rápidamente dando como resultado una explosión)? Sería la presión exterior ejercida por el gas calentado y el plasma mismo. Es poco probable que nuestro sol se vuelva nova, no tiene suficiente masa, se convertirá en un gigante rojo al expandirse 1000 veces su volumen original, supongo que puede clasificarse como una especie de explosión.

No está en llamas, está emitiendo radiación y energía térmica porque sus moléculas de hidrógeno se están convirtiendo en helio en un proceso llamado fisión nuclear o fusión. Olvidé cuál.

Bueno … el sol en realidad no está ardiendo. El proceso que ocurre en el núcleo del sol en cada instante es la fusión nuclear.