Ο ήλιος - το πιο τεράστιο αντικείμενο στο ηλιακό σύστημα - είναι πληθυσμός I κίτρινο νάνος αστέρι. Βρίσκεται στο βαρύτερο άκρο της κατηγορίας των αστεριών, και η κατάσταση του πληθυσμού I σημαίνει ότι περιέχει βαριά στοιχεία. Τα μόνα στοιχεία στον πυρήνα, ωστόσο, είναι το υδρογόνο και το ήλιο. το υδρογόνο είναι το καύσιμο για αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που παράγουν συνεχώς ήλιο και ενέργεια. Προς το παρόν, ο ήλιος έχει κάψει περίπου το ήμισυ του καυσίμου του.
Πώς σχηματίστηκε ο Ήλιος
Σύμφωνα με την νεφρική υπόθεση, ο ήλιος δημιουργήθηκε ως αποτέλεσμα της βαρυτικής κατάρρευσης ενός νεφελώματος - ενός μεγάλου νέφους διαστημικού αερίου και σκόνης. Καθώς αυτό το σύννεφο προσέλκυσε όλο και περισσότερη ύλη στον πυρήνα του, άρχισε να περιστρέφεται σε έναν άξονα και στον κεντρικό μέρος άρχισε να θερμαίνεται κάτω από τις τεράστιες πιέσεις που δημιουργούνται με την προσθήκη όλο και περισσότερης σκόνης και αέρια. Σε κρίσιμη θερμοκρασία - 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου (18 εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ) - ο πυρήνας αναφλέχθηκε. Η σύντηξη του υδρογόνου στο ήλιο δημιούργησε μια εξωτερική πίεση που εξουδετερώνει τη βαρύτητα για να παράγει μια σταθερή κατάσταση που οι επιστήμονες αποκαλούν «κύρια αλληλουχία».
Το εσωτερικό του ήλιου
Ο ήλιος μοιάζει με κίτρινη σφαίρα χωρίς χαρακτηριστικά από τη Γη, αλλά έχει διακριτά εσωτερικά στρώματα. Ο κεντρικός πυρήνας, που είναι το μόνο μέρος που συμβαίνει η πυρηνική σύντηξη, εκτείνεται σε ακτίνα 138.000 χιλιομέτρων (86.000 μίλια). Πέρα από αυτό, η ζώνη ακτινοβολίας εκτείνεται σχεδόν τρεις φορές μακριά, και η ζώνη μεταφοράς φτάνει μέχρι τη φωτοσφαίρα. Σε ακτίνα 695.000 χιλιομέτρων (432.000 μίλια) από το κέντρο του πυρήνα, η φωτοσφαίρια είναι το βαθύτερο στρώμα που οι αστρονόμοι μπορούν να παρατηρήσουν άμεσα και είναι το πλησιέστερο που έχει ο ήλιος στην επιφάνεια.
Ακτινοβολία και συναγωγή
ο θερμοκρασία στον πυρήνα του ήλιου είναι περίπου 15 εκατομμύρια βαθμοί Κελσίου (28 εκατομμύρια βαθμοί Φαρενάιτ), το οποίο είναι σχεδόν 3.000 φορές υψηλότερο από ό, τι στην επιφάνεια. Ο πυρήνας είναι 10 φορές πιο πυκνός από το χρυσό ή το μόλυβδο και η πίεση είναι 340 δισεκατομμύρια φορές την ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της Γης. Οι πυρήνες και οι ακτινοβολούμενες ζώνες είναι τόσο πυκνές που τα φωτόνια που παράγονται από αντιδράσεις στον πυρήνα χρειάζονται ένα εκατομμύριο χρόνια για να φτάσουν στο στρώμα μεταφοράς. Στην αρχή αυτού του ημι-αδιαφανούς στρώματος, οι θερμοκρασίες έχουν κρυώσει αρκετά ώστε να επιτρέψουν στα βαρύτερα στοιχεία, όπως άνθρακας, άζωτο, οξυγόνο και σίδηρο να συγκρατήσουν τα ηλεκτρόνια τους. Τα βαρύτερα στοιχεία παγιδεύουν φως και θερμότητα, και το στρώμα τελικά «βράζει», μεταφέροντας ενέργεια στην επιφάνεια μέσω μεταφοράς.
Αντιδράσεις σύντηξης στον πυρήνα
Η σύντηξη υδρογόνου με ήλιο στον πυρήνα του ήλιου προχωρά σε τέσσερα στάδια. Στην πρώτη, δύο πυρήνες υδρογόνου - ή πρωτόνια - συγκρούονται για να παράγουν δευτέριο - μια μορφή υδρογόνου με δύο πρωτόνια. Η αντίδραση παράγει ένα ποζιτρόνιο, το οποίο συγκρούεται με ένα ηλεκτρόνιο για να παράγει δύο φωτόνια. Στο τρίτο στάδιο, ο πυρήνας του δευτερίου συγκρούεται με ένα άλλο πρωτόνιο για να σχηματίσει ήλιο-3. Στο τέταρτο στάδιο, δύο πυρήνες ηλίου-3 συγκρούονται για να παράγουν ήλιο-4 - τη συνηθέστερη μορφή ηλίου - και δύο ελεύθερα πρωτόνια για να συνεχίσουν τον κύκλο από την αρχή. Η καθαρή ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του κύκλου σύντηξης είναι 26 εκατομμύρια ηλεκτρόνια.