La fornace nucleare del Sole

Una sfera di gas incandescente che ha 5,6 miliardi ed una massa grande 330 mila volte quella della Terra, nel grande vuoto dell’Universo è un piccolo punto insignificante. Il Sole è una stella nella sequenza principale, classificabile come una nana GI, una tra le milioni di stelle del suo genere.

Formatosi quando una nube di gas interstellare collassò al centro sotto la spinta della propria gravità, il Sole è un turbolento astro che vive di forze che si contrappongono tra loro. La forza centripeta della gravità lo trattiene insieme, ma, come nella maggior parte delle stelle, forze centrifughe sono prodotte dal colore generato dalle reazioni di fusione nucleare che hanno luogo nella sua regione più interna. Sono, a dire il vero, le enormi pressioni create dalla gigantesca gravità solare a rendere la nostra stella più vicina simile a un potente generatore.

Le reazioni termonucleari

Fino all’inizio dello scorso secolo e all’avvento della fisica nucleare, gli scienziati potevano al massimo avanzare ipotesi sulla fonte dell’immensa emissione energetica solare. L’opinione allora prevalente nella comunità scientifica era che il Sole fosse una sorta di pianeta estremamente caldo o una sorta di generica sfera incandescente di materia o di gas. Ma anche nel 1800, cioè un secolo prima delle prime scoperte, prove geologiche dimostrarono che la radiazione solare non sembrava sostanzialmente mutata durante i lunghi anni di esistenza della Terra. Secondo i calcoli, pertanto, si dedusse che, se il Sole fosse semplicemente bruciato e basta, si sarebbe già dovuto esaurire. Naturalmente, conclusero gli scienziati, tutta questa energia doveva essere prodotta in modo meccanico e automatico. La prima chiave di interpretazione di questo processo solare derivò dalla celebre formula di Einstein E=MC2; questa equazione determinava la quantità di energia prodotta dalla conversione della materia attraverso le reazioni nucleari, dimostrando che essa era di gran lunga superiore a quella generata dalla combustione lenta o dall’esplosione (combustione rapida).

La combustione nucleare nel Sole

In effetti, il Sole trasforma solo una frazione della sua enorme massa in energia durante dei meccanismi di fusione termonucleare, in cui l’idrogeno è convertito in elio attraverso la catena protone-protone. Per generare la sua enorme emissione energetica, il Sole tramuta in energia qualcosa come cinque milioni di tonnellate di materia al secondo; ma pure considerando questo enorme ritmo di consumo, esso possiede almeno altri cinque miliardi di anni di vita, al termine dei quali la sua massa si sarà modificata di un’entità inferiore allo 0,1%. Alla sua nascita, il Sole era costituito per il 75% da idrogeno, per il 24% da elio e per il restante 1% da elementi più pesanti. Oggi, dopo più di 4,5 miliardi di anni di combustione termonucleare, la percentuale dell’idrogeno nella porzione interna della stella è scesa intorno al 35%, mentre quella dell’elio è salita a circa il 65%.