El laberinto del Sol

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«Pour ma petite étoile».

 

A 696 000 kilómetros bajo la superficie del Sol, un horno primigenio ruge con un sonido gigantesco, tan brutal que nada ni nadie puede escucharlo sin consumirse en el mismo instante en el que lo aprecia. Fugaz y delicado, entre tanto caos, surge un minúsculo fotón, igual a todos y cada uno de los fotones que hay en el universo. Y a la vez completamente distinto.

 

TEXTO POR SANTIAGO CAMPILLO BROCAL
ILUSTRADO POR CARLOS PAZOS NOGALES
ARTÍCULOS
ASTROFÍSICA | SOL
2 de Julio de 2018

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Así nace la luz que llega a nuestro planeta, y el resto del universo, desde el astro rey. Como este, trillones de fotones comienzan su viaje en un instante pero su camino será largo, muy largo. Mucho más largo de lo que podemos apreciar, sentados a la luz de un atardecer. Así es el destino que ha de recorrer cada uno de estos fotones. Así es el laberinto del Sol.

En el centro del laberinto

El corazón de nuestra estrella, el Sol, está a quince millones de kelvins. Es aquí donde se producen las increíbles reacciones termonucleares que dan vida a un astro semejante. El núcleo proporciona toda la energía de la estrella gracias a la fusión del hidrógeno, que se convierte en otros átomos más pesados mediante una reacción que libera una cantidad enorme de energía.

Aquí encontramos, también, helio, que resulta de la conversión de los átomos de hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno... Casi todos los elementos químicos terrestres y diversos compuestos, como el cianógeno, el óxido de carbono o el amoniaco, están presentes en el astro, participando en la reacción que le da vida. Entre toda la energía liberada se encuentra nuestro pequeño fotón, una piececita de luz. Por supuesto, no es único, ni mucho menos. Se estima que solo el 0,7% de la masa que reacciona en el núcleo se convertirá en luz, pero el astro rey es un hambriento horno que quema cada segundo cuatro millones de toneladas de hidrógeno.

Así comienza el viaje de nuestro fotón, que será lanzado hacia afuera, empujado y asediado por millones y millones de fotones procedentes de una sopa muy energética de la que tratará de escapar. En la vorágine, su camino es errático y aleatorio, y rebota, es absorbido o repelido por la constante ebullición atómica. El fotón tardará aproximadamente diez días, en el mejor de los casos, o años en el peor, hasta llegar a la capa radiante.

Camino hacia la fotosfera

Del brillantísimo núcleo, un lugar insoportable para toda la materia existente en el universo, el fotón irá poco a poco desplazándose hacia la zona exterior que lo envuelve, un lugar conocido como capa radiante. Aquí la temperatura ha bajado de los quince millones a los seis millones de kelvins. Nuestro fotón ya no se encuentra atormentado por reacciones elementales brutalmente energéticas, sin embargo, se topará con una barrera de plasma llena de átomos ionizados que lo atraparán y liberarán incontables veces.

Esta será la prueba más dura para nuestro cuanto de luz, la fase más larga de su peregrinaje. El fotón habrá de ir y volver, saltando de un átomo a otro durante decenas de miles de años: de adelante a atrás, arriba y abajo, de un átomo de helio a uno de hidrógeno y de ahí al níquel, y de vuelta al helio... Tras vagar durante decenas de miles de años o más, el fotón se topará al fin con una extraña capa opaca que lo absorberá fácilmente, sin expulsarlo. Ha llegado la hora de tomarse un descanso.

En vez de ser irradiado, como hasta ahora, en la capa convectiva será transmitido por convección, como su nombre indica, en forma de calor. Eso quiere decir que el protón irá transportado, como parte de la energía de los gases que forman esta capa.

Grandes columnas de gas caliente se mueven en titánicas corrientes. El fotón, de vez en cuando, escapa y vuelve a entrar en algún átomo, una parte más de una enorme mole que se mueve, a algo menos de un millón de kelvins, hacia la superficie.

La fotosfera está ya cerca, apenas a unos 200 000 kilómetros, que tardará aproximadamente un mes en atravesar. Eso no es nada para nuestro fotón, que lleva viajando casi 500 000 kilómetros y una infinidad de tiempo. Pero el viaje aún no ha terminado.

A la luz del atardecer

Todavía queda el tramo final. De la capa convectiva, nuestro fotón corre, cada vez más decidido, hacia la superficie del Sol, la fotosfera. Esta es muy pequeñita en comparación con las enormes capas anteriores: apenas tiene unos pocos cientos de kilómetros y es casi transparente. De vez en cuando, la fotosfera es atravesada por enormes anillos gaseoso conocidos como llamaradas solares. Estos proceden de la rugiente capa convectiva interior del Sol y pueden medir cientos o miles de kilómetros.

Ya casi al final de su viaje, el fotón todavía tendrá que superar la cromosfera, que mide unos 10 000 kilómetros y que a veces puede verse durante los eclipses, como una ligera línea rojiza alrededor del Sol. Como colofón final, nuestro fotón llegará a la corona solar. Esta está formada por las capas más tenues de la atmósfera superior y su temperatura vuelve a aumentar alcanzando los millones de kelvins, una cifra muy superior a la de la fotosfera. El fotón no lo sabe pero esta inversión térmica sigue siendo uno de los principales enigmas de la ciencia.

Fuera ya de la prisión del Sol, el fotón continúa inexorable su camino, por fin libre, sin nada que lo retenga. No más iones, no más fotones, no más energía ni convección... vaga solo por el vacío, apenas perturbado por ligerísimas cuestiones físicas como son el tiempo y el espacio. Ha tardado decenas de miles de años, cuando no centenas, o incluso un millón, en atravesar casi 700 000 kilómetros. Y ahora, liberado al fin, recorre los ciento cincuenta millones que lo separan de ti en apenas ocho minutos.

El fotón no lo sabe pero esta inversión térmica sigue siendo uno de los principales enigmas de la ciencia.

Y así llegamos al final del laberinto que retenía a nuestro fotón. Su historia acaba cuando encuentra, por fin, a un distante átomo en nuestro pequeño planeta, calentándolo. Puede que más adelante comience un nuevo viaje. Tarde o temprano toda la energía de este universo lo hace. Pero hasta que llegue ese momento podrá solazarse en el brillante instante en el que alcanza la salida del laberinto. Un final que tiene la forma de una figura pensativa, observando, bañada por un tibio y dorado atardecer.

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