Kuidas päike energiat vabastab?

Päike, nagu kõik aktiivsed tähed, on tohutu vesinikupõletusahi, mis toodab tohutul hulgal valgust, soojust ja kiirgust, umbes 4 x 10 ^ 26 vatti sekundis. Päike on tegelikult kogu maa energia, ka fossiilkütuste päritolu. Protsessi, mille käigus päike loob ja vabastab energiat, nimetatakse termotuumasünteesiks.

Vesinik on universumi kergeim ja lihtsaim element, mis koosneb ainult ühest prootonist ja ühest elektronist. Madalatel temperatuuridel tõrjuvad vesiniku tuumade positiivsed laengud üksteist, takistades sulandumist. Kuid kui noor täht kondenseerub, tõstes selle temperatuuri ja rõhku, on neli vesiniku aatomit piisavalt lähedal, et sulanduda kokku üheks heeliumi aatomiks. Selle käigus muudetakse osa massist energiaks. Vesiniku sulamine võib alata 8 miljoni Kelvini kraadi juures. Vesiniku sulandumise edenedes saavutab täht üha kõrgemaid temperatuure, mis võimaldavad sulandada raskemad elemendid. Kolm heeliumi aatomit sulanduvad 100 miljoni Kelvini kraadi juures üheks süsinik-12 aatomiks.

Sulandumisel eralduv energia on gammakiirte, väikeste, kuid ülienergiliste kiirguslainete kujul. Nende kõrge sagedus, kuid väike lainepikkus muudab nad elusrakkudele ohtlikuks. Õnneks toimub suurem osa termotuumasünteesi päikese tuumas ja enne gammakiirte avanemist kosmosesse peavad need läbima päikese välimised kihid. Kohe südamikku ümbritseb kiirgustsoon, piirkond on nii tihe, et energiast pääsemiseks kulub keskmiselt 171 000 aastat ja kuni mitu miljonit aastat. Järgmine kiht on konvektsioonitsoon, kus südamiku lähedal olev kuum plasma tõuseb, samal ajal kui jahedam plasma vajub. Konvektsioonivööndis aeglustuvad paljud gammakiired veelgi ja levivad footonitena, nähtava valguse osakestena, kui energia liigub päikese pinnale.

Fotosfäär on päikese piirkond, mis sisaldab nähtavat valgust. Selle temperatuur on endiselt 4500–6000 Kelvini kraadi, kuid on sisekihtidest oluliselt jahedam. Fotosfääri äärmist osa nimetatakse koroonaks ja seal tekivad päikeselaigud ja päikesekiired. Maale jõudvast energiast umbes pool on nähtav valgus ja pool elektromagnetilise spektri infrapunaosas. Kuid kõige ohtlikum on väike kogus ultraviolettkiirgust. Fotosfäärist väljuv energia liigub umbes valguskiirusel, Maale jõudmiseks kulub umbes kaheksa minutit.