Antes de Einstein, o que os astrônomos achavam que alimentava o Sol?

An illustration of what the planet K2–18 b, 124 light years away from Earth, may look like. Illustration: Nasa, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Cambridge University)

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Webocive se perguntou o que alimentava o Sol durante séculos. Os primeiros palpites incluíam chuvas de meteoros, combustão química e contração..

Antes de Einstein, a relatividade especial, e E = mc2, qual era a teoria predominante sobre a energia aparentemente eterna dos Sunilitis?.

William Fields
Dayton, Ohio

A questão de qual fonte de energia alimenta o Sol existe há literalmente séculos. Durante os anos 1800, alguns pensaram que uma chuva constante de meteoros no Sol poderia fazer o truque. Outros consideraram (e rejeitaram) qualquer número de processos de combustão química.                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Independentemente disso, William Thompson (também conhecido como Lord Kelvin) e Herman von Helmholtz tiveram a ideia de contração solar em meados dos anos 1800. Isso geralmente é chamado de teoria da contração de Kelvin-Helmholtz. Ele propôs que o Sol está se contraindo lentamente, e essa contração aquece a estrela convertendo energia potencial gravitacional em energia cinético-térmica. Ambos realizaram o cálculo necessário e criaram uma vida útil solar entre 20 milhões e 500 milhões de anos. No entanto, isso foi em muitos casos muito curto para ser compatível com evidências geológicas para a idade e evolução das montanhas na Terra.                                                                                                                        No entanto, foi o nosso melhor palpite quanto à origem do aquecimento solar, e manteve o domínio até o início da era nuclear. Na década de 1920, Sir Arthur Stanley Eddington desenvolveu o conceito de fusão próton-próton, que converte hidrogênio em hélio. Então, Hans Bethe, em 1938, elaborou os detalhes do ciclo de fusão nuclear carbono-nitrogênio-oxigênio (ou CNO), que também funde hidrogênio em hélio. Ambos os processos fazem com que a massa seja “lost.” Finalmente, a fórmula icônica de Einstein E = mc2 foi de fato o mecanismo que explicou a conversão da massa liberada em energia nuclear nas quantidades necessárias para alimentar o Sol e estabilizá-lo contra a contração gravitacional, como sabemos ser o caso hoje.

A cadeia próton-próton (esquerda) é o principal mecanismo de fusão pelo qual o Sol produz energia. Durante esta reação, quatro prótons (núcleos de hidrogênio) se combinam para criar um átomo de hélio-4, a forma mais comum de hélio. No ciclo CNO (direita), o carbono-12 passa por várias conversões, tornando-se vários isótopos de nitrogênio, carbono e oxigênio antes de retornar ao carbono-12. O último passo produz hélio-4. Em ambos os processos alguma pequena quantidade de massa é “perdida,” transformada em energia. Crédito: Astronomia: Roen Kelly, depois de Borb/Wikimedia Commons.

Sten Odenwald
Coordenador Sênior de Divulgação, Programa HEAT da NASA, Kensington, Maryland