L’energia del Sole
Come fa il Sole a produrre la sua energia? Qual è il processo coinvolto? E una volta che l’energia è prodotta, come viaggia verso il pianeta Terra e sostiene il nostro pallido puntino blu?
La risposta rapida è che il Sole (e tutte le altre stelle dell’universo) sono in grado di generare energia perché sono fondamentalmente enormi palle di reazioni di fusione.
Ma questo non dice molto, a meno che, ovviamente, tu non sia già esperto di come si formano le stelle e di come funziona la fusione. Quindi, spieghiamo un po’ le cose.
Gli scienziati spiegano questo processo di generazione di energia stellare tornando a come si formano le stelle, che risale alla Teoria della Nebulosa. Questa teoria afferma che la reazione nucleare all’interno di una stella è iniziata quando una vasta nube di gas e particelle – nota come “nebulosa” – è collassata sotto la pressione della sua stessa gravità. È questo collasso che alla fine ha fatto nascere la grande palla di luce al centro del nostro sistema solare, poiché ha innescato un processo in cui gli atomi hanno iniziato a fondersi insieme a causa dell’eccesso di pressione e di calore.
In particolare, nel nucleo delle stelle che hanno circa le dimensioni del Sole, si produce energia quando gli atomi di idrogeno (H) si convertono e diventano elio (He). Durante questo processo di fusione, parte della materia dei nuclei in fusione non si conserva, e viene convertita in fotoni. Quanta energia produce il nostro Sole? Bene, in un solo secondo, il sole fonde circa 620 milioni di tonnellate di idrogeno nel suo nucleo. Questo significa che, in un solo secondo, il Sole produce abbastanza energia per alimentare New York City per circa 100 anni.
Le stelle più grandi hanno più calore e pressione; di conseguenza, sono in grado di fondere insieme gli elementi più pesanti. Poiché stiamo fondendo elementi più pesanti, c’è più materia che non si conserva e, ergo, c’è più calore e pressione.
Dove si colloca la Terra
Questa unione di atomi è nota come fusione nucleare. E come è stato detto, è un processo che rilascia un’enorme quantità di energia sotto forma di calore e luce. In particolare, gli strati del Sole hanno ciascuno un ruolo nell’assicurare che l’energia solare venga distribuita abbastanza lontano da mantenere la vita sul nostro pianeta.
Il 99% dell’energia prodotta dal Sole avviene all’interno del nucleo. Oltre questo strato, la fusione si è quasi completamente fermata. Il resto del Sole è riscaldato dall’energia che si muove dal nucleo attraverso i diversi strati, raggiungendo infine lo strato esterno e sfuggendo nello spazio come luce solare o energia particellare.
Gli strati successivi del Sole sono la Zona Radiativa, la Zona Convettiva e la Fotosfera. Questi strati diventano progressivamente più freddi quanto più sono lontani dal nucleo. Le reazioni di fusione non avvengono più nella maggior parte di essi. Tuttavia, facilitano il trasferimento di calore e di energia verso l’esterno, lontano dal nucleo e nello spazio esterno.
Quando questo calore e questa energia raggiungono la Terra, lo strato di ozono dell’atmosfera filtra gran parte della radiazione ultravioletta del Sole, ma ne lascia passare una parte. Questa energia è essenziale per la vita sul nostro pianeta.