Jak slunce uvolňuje energii?

Slunce, stejně jako všechny aktivní hvězdy, je obrovská pec na spalování vodíku, která produkuje obrovské množství světla, tepla a záření, asi 4 x 10 ^ 26 wattů každou sekundu. Slunce je ve skutečnosti původem veškeré energie na Zemi, dokonce i fosilních paliv. Proces, kterým slunce vytváří a uvolňuje energii, se nazývá fúze.

Vodík je nejlehčí a nejjednodušší prvek ve vesmíru, který se skládá pouze z jednoho protonu a jednoho elektronu. Při nízkých teplotách se kladný náboj jader vodíku navzájem odpuzuje a brání fúzi. Jak však mladá hvězda kondenzuje a zvyšuje její teplotu a tlak, čtyři atomy vodíku se dostanou do dostatečně těsné blízkosti, aby se spojily dohromady do jediného atomu helia. V tomto procesu se část hmoty přemění na energii. Fúze vodíku může začít při 8 milionech stupňů Kelvina. Jak probíhá fúze vodíku, hvězda dosahuje vyšších a vyšších teplot, které jí umožňují spojit těžší prvky. Tři atomy helia se spojí do jediného atomu uhlíku-12 při 100 milionech stupňů Kelvina.

Energie uvolněná fúzí je ve formě paprsků gama, malých, ale vysoce energetických vln záření. Jejich vysoká frekvence, ale malá vlnová délka je činí nebezpečnými pro živé buňky. Naštěstí většina fúze nastává v jádru slunce a než mohou být gama paprsky uvolněny do vesmíru, musí projít vnějšími vrstvami slunce. Okamžitě obklopující jádro je radiační zóna, oblast tak hustá, že trvá v průměru 171 000 let a až několik milionů let, než jí energie unikne. Další vrstvou je konvekční zóna, kde horká plazma blízko jádra stoupá, zatímco chladnější plazma klesá. V konvekční zóně se mnoho gama paprsků dále zpomaluje a šíří se jako fotony, částice viditelného světla, jak se energie pohybuje na povrch slunce.

Fotosféra je oblast slunce, která obsahuje viditelné světlo. Jeho teplota je stále mezi 4500 a 6000 stupni Kelvina, ale je podstatně chladnější než vnitřní vrstvy. Nejvzdálenější část fotosféry se nazývá koróna a nachází se tam sluneční skvrny a sluneční výteky. Z energie dosahující Zemi je asi polovina viditelného světla a polovina je v infračervené části elektromagnetického spektra. Nejnebezpečnější je ale malé množství ultrafialového záření. Energie unikající z fotosféry se pohybuje rychlostí světla, přičemž dosažení Země trvá přibližně osm minut.