Por Kenrick Vezina, actualizado el 30 de agosto de 2022
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En masa, el Sol se compone de ~70 % de hidrógeno, ~28 % de helio, ~1,5 % de carbono, nitrógeno y oxígeno, y ~0,5 % de trazas de elementos pesados como neón, hierro, silicio, magnesio y azufre.
El interior solar está dominado por dos elementos:hidrógeno (≈70% en masa) y helio (≈28%). El 1,5 % restante es una mezcla de carbono, nitrógeno y oxígeno, mientras que el 0,5 % final contiene trazas de especies más pesadas, como neón, hierro, silicio, magnesio y azufre.
Aunque no podemos tomar muestras de materia solar directamente, el Sol emite continuamente radiación y partículas electromagnéticas. Cada elemento absorbe y emite longitudes de onda características, produciendo las líneas de absorción de Fraunhofer observadas por primera vez por William Hyde Wollaston en 1802 y luego mapeadas por el espectrómetro de Joseph von Fraunhofer.
Analizando la profundidad y posición de estas líneas en el espectro solar y midiendo los flujos de neutrinos, los investigadores han cuantificado la composición elemental del Sol con gran precisión. Las técnicas modernas, como la espectroscopia de alta resolución y la heliosismología, confirman que el hidrógeno y el helio dominan, mientras que los elementos más pesados están presentes en cantidades mínimas.
Las estrellas nacen cuando los gases primordiales de hidrógeno y helio colapsan bajo la gravedad. Una vez que la temperatura central alcanza ~15 millones de K, se produce la fusión nuclear, convirtiendo la masa en energía según la ecuación de Einstein, E=mc².
Por ejemplo, cuando cuatro núcleos de hidrógeno se fusionan en un núcleo de helio, el átomo de helio resultante es un 0,7% menos masivo que los cuatro protones y neutrones originales. Esa masa faltante se libera como energía que alimenta al Sol.
El Sol no tiene superficie sólida; todo su volumen consiste en plasma ionizado, un estado energético de la materia en el que los átomos han perdido electrones y llevan carga neta. Este gas ionizado emite luz a medida que los electrones cambian entre niveles de energía, lo que le da al Sol su brillo brillante.
La forma esférica del Sol surge del equilibrio entre las fuerzas gravitacionales internas y la presión externa de la fusión nuclear. Está dividido en siete capas distintas:
La alta temperatura de la corona (millones de grados) supera la gravedad del Sol, permitiendo que las partículas cargadas fluyan hacia afuera como el viento solar. Este viento da forma a las magnetosferas planetarias e impulsa el clima espacial.
Con una vida útil total de ~10 mil millones de años, el Sol tiene actualmente unos 4,6 mil millones de años. Fusiona hidrógeno a una velocidad de ~4,27×10⁹kg por segundo. Cuando se agote el hidrógeno, el Sol se expandirá hasta convertirse en una gigante roja, despojándose de sus capas exteriores y, en última instancia, dejando una densa enana blanca del tamaño aproximado de la Tierra.
