Sunčeva svetlost na vašem licu stigla je za ~8 minuta — ali pre toga 170.000 godina je izlazila iz Sunca

Zamislite da ste na bučnoj zabavi i pokušavate da izađete kroz vrata, ali vas na svakih nekoliko koraka zaustavi još jedan prijatelj. Kada konačno stignete do kola, sat vremena je otišlo. Tako nekako izgleda putovanje energije iz jezgra Sunca do njegove površine.

Koliko brzo Sunce šalje svetlost ka Zemlji?

Sunčeva svetlost prelazi oko 150 miliona kilometara do Zemlje za nešto više od 8 minuta. To je vreme koje foton provede u vakuumu između površine Sunca i naše planete.

Ali pre toga: dugi put kroz Sunce

Energija stvorena u termonuklearnim reakcijama u jezgru Sunca ne odlazi pravo napolje. U veoma gustoj plazmi unutrašnjih slojeva, foton se gotovo odmah sudari sa naelektrisanim česticama — apsorbuje se, ponovo emituje ili rasprši u nasumičnom smeru. Fizičari to zovu nasumični hod (random walk).

Zašto to traje toliko dugo?

Ranije procene su pretpostavljale da je prosečna dužina „koraka“ fotona unutar Sunca otprilike 0,5–1 cm, što je davalo procenjeno vreme difuzije od oko 3.000–30.000 godina. Međutim, rad Romas Mitalas i Kenneth R. Sills (1992) pokazao je da ta pretpostavka zanemaruje znatno veću gustinu unutrašnjih slojeva.

Kada su koristili realističniji model promenljive gustine, izračunali su da je prosečna dužina koraka manja od 0,1 cm za više od polovine radijusa Sunca. Ta sitna, ali ključna razlika povećava vreme koje fotonu treba da dopre od jezgra do fotosfere na oko 170.000 godina.

Da je foton putovao pravolinijski kroz Sunce, put od centra do površine trajao bi samo oko 2,3 sekunde. Ali zbog milijardi sudara i nasumičnih promena pravca, izlazak energija je izuzetno spor.

Šta se događa posle izlaska sa površine?

Kada energija konačno stigne do fotosfere, više nema gustih slojeva koji bi je zaustavili — fotoni slobodno odlaze kroz vakuum i u roku od oko 8 minuta stižu do Zemlje. Za poređenje: neutrini, koji nastaju u istim reakcijama, prolaze kroz Sunce praktično neometano i napuštaju ga odmah.

Za kraj

Sledeći put kad osetite sunčevu toplinu na licu, setite se da je ta energija možda počela svoje putovanje davno — pre izgradnje piramida ili čak pre kraja poslednjeg ledenog doba. Procene variraju u zavisnosti od modela Sunca, ali efekat ostaje fascinantan: masivna zvezda u stalnoj, sporošnoj razmeni svetlosti i materije.

Osnovni podatak u ovom tekstu potiče iz rada R. Mitalasa i K. R. Sills (1992). Neka kasnija istraživanja daju slične redove veličina, ali precizne vrednosti zavise od izabranog solarnog modela i metoda izračunavanja.