Massa do Sol e equivalência massa-energia
10 de outubro, 2019 às 21:27 | Postado em Astronomia, Relatividade
Respondido por: Prof. Charles J. Bonatto (IF-UFRGS)Quanto da massa do Sol é perdida por segundo ao ser convertida em energia? Pelo menos até onde eu saiba não vi essa pergunta respondida no índice. Se já tiver sido resoondida, peço desculpas e solicito que me indiquem onde está a resposta. De qualquer forma agradeço antecipadamente.
Como todas as estrelas na Sequência Principal, o Sol produz energia via fusão de Hidrogênio (H) em Hélio (He). A cada segundo, o Sol produz 3.85×1033 ergs de energia, o que equivale a uma potência de 3.85×1026 Watts. Gerar toda esta potência é necessário para manter o Sol em equilíbrio hidrostático (sem alterar seu volume) e térmico (sem alterar sua temperatura). Quando 1Kg de H entra em fusão, são produzidos cerca de 993 gramas de He. Ou seja, 0.68% da massa de H que entra em fusão é convertida em energia via a famosa equação de Einstein E=mc2.
Portanto, quando 1000g de H entram em fusão, 6,8g se convertem em 6,12×1021 ergs de energia. Uma simples regra de três mostra que, para produzir 3.85×1033 ergs de energia a cada segundo, o Sol funde cerca de 6,29×1011 kg de H (ou 629 milhões de toneladas), gerando cerca de 624.7 milhões de toneladas de He. Assim, a cada segundo, o Sol perde cerca de 4,3 milhões de toneladas de H (devidamente convertidas em energia).
Muito boa resposta, Charles! Mas talvez seja bom colocar a porcentagem da massa perdida. Acho que a massa do sol é da ordem de 10^30 kg. Como a perda é da ordem de 10^9 kg, então percentualmente isso é cerca de 10^-19 %, certo? Ou seja, embora a perda sejam de milhões de toneladas, percentualmente é praticamente nada 🙂
Buenas, a fração de massa “perdida” a cada segundo corresponde a cerca de 2×10⁻²¹ da massa total do Sol (Msol = 2×10³³g). Assim, em 10 bilhões de anos (tempo que o Sol permanecerá na sequência principal fundindo H em He), o Sol terá “perdido” cerca de 6×10⁻⁴ de sua massa, ou seja, menos de 1 milésimo.