Kuinka aurinko vapauttaa energiaa?

Aurinko, kuten kaikki aktiiviset tähdet, on massiivinen vetyä polttava uuni, joka tuottaa valtavia määriä valoa, lämpöä ja säteilyä, noin 4 x 10 ^ 26 wattia sekunnissa. Aurinko on itse asiassa kaiken maan, myös fossiilisten polttoaineiden, alkuperä. Prosessia, jolla aurinko luo ja vapauttaa energiaa, kutsutaan fuusioksi.

Vety on maailmankaikkeuden kevyin ja yksinkertaisin elementti, joka koostuu vain yhdestä protonista ja yhdestä elektronista. Matalissa lämpötiloissa vetyydinten positiivinen varaus hylkää toisiaan estäen fuusion. Kuitenkin, kun nuori tähti tiivistyy ja lisää sen lämpötilaa ja painetta, neljä vetyatomia tulee riittävän lähelle sulautumaan yhteen heliumin atomiksi. Prosessissa osa massa muuttuu energiaksi. Vetyfuusio voi alkaa 8 miljoonalla Kelvin-asteella. Vedyn fuusion edetessä tähti saavuttaa yhä korkeammat lämpötilat, joiden avulla se voi sulauttaa raskaammat elementit. Kolme heliumin atomia sulautuu yhdeksi hiili-12-atomiksi 100 miljoonalla Kelvin-asteella.

Fuusion vapauttama energia on gammasäteitä, pieniä mutta erittäin energisiä säteilyaaltoja. Niiden korkea taajuus, mutta pieni aallonpituus tekee niistä vaarallisia eläville soluille. Onneksi suurin osa fuusiosta tapahtuu auringon ytimessä, ja ennen kuin gammasäteet voidaan vapauttaa avaruuteen, niiden on kuljettava auringon ulkokerrosten läpi. Välittömästi ytimen ympärillä on säteilyvyöhyke, alue niin tiheä, että energian poistuminen siitä kestää keskimäärin 171 000 vuotta ja jopa useita miljoonia vuosia. Seuraava kerros on konvektiovyöhyke, jossa kuuma ydin lähellä oleva plasma nousee samalla kun viileämpi plasma uppoaa. Konvektiovyöhykkeellä monet gammasäteet hidastuvat edelleen ja leviävät fotoneina, näkyvän valon hiukkasina, kun energia liikkuu auringon pinnalle.

Valosfääri on auringon alue, joka sisältää näkyvän valon. Sen lämpötila on edelleen 4500–6000 Kelvin-astetta, mutta se on huomattavasti viileämpi kuin sisemmät kerrokset. Valosfäärin ulointa osaa kutsutaan koronaksi, ja siellä esiintyy auringonpilkkuja ja auringonpaisteita. Maapalloon saapuvasta energiasta noin puolet on näkyvää valoa ja puolet sähkömagneettisen spektrin infrapunaosassa. Mutta vaarallisin on pieni määrä ultraviolettisäteilyä. Fotosfääristä poistuva energia liikkuu suunnilleen valon nopeudella, ja Maan saavuttamiseen kuluu noin kahdeksan minuuttia.