Bagaimana Matahari Melepaskan Energi?

Matahari, seperti semua bintang aktif, adalah tungku pembakaran hidrogen besar yang menghasilkan sejumlah besar cahaya, panas, dan radiasi, sekitar 4 x 10^26 watt setiap detik. Matahari, pada kenyataannya, adalah sumber dari semua energi di bumi, bahkan bahan bakar fosil. Proses di mana matahari menciptakan dan melepaskan energi disebut fusi.

Hidrogen adalah unsur paling ringan dan paling sederhana di alam semesta, hanya terdiri dari satu proton dan satu elektron. Pada suhu rendah, muatan positif dari inti hidrogen saling tolak, mencegah fusi. Namun, sebagai bintang muda mengembun, meningkatkan suhu dan tekanan, empat atom hidrogen akan datang cukup dekat untuk melebur menjadi satu atom helium. Dalam prosesnya, beberapa massa diubah menjadi energi. Fusi hidrogen dapat dimulai pada 8 juta derajat Kelvin. Saat fusi hidrogen berlangsung, bintang mencapai suhu yang lebih tinggi dan lebih tinggi yang memungkinkannya untuk menggabungkan elemen yang lebih berat. Tiga atom helium melebur menjadi satu atom karbon-12 pada 100 juta derajat Kelvin.

Energi yang dilepaskan oleh fusi dalam bentuk sinar gamma, gelombang radiasi yang kecil tetapi sangat energik. Frekuensi tinggi tetapi panjang gelombang kecil membuat mereka berbahaya bagi sel hidup. Untungnya, sebagian besar fusi terjadi di inti matahari, dan sebelum sinar gamma dapat dilepaskan ke luar angkasa, mereka harus melewati lapisan luar matahari. Tepat di sekitar inti adalah zona radiasi, wilayah yang sangat padat sehingga dibutuhkan rata-rata 171.000 tahun, dan hingga beberapa juta tahun, energi untuk keluar darinya. Lapisan berikutnya adalah zona konveksi, di mana plasma panas yang dekat dengan inti naik sementara plasma yang lebih dingin tenggelam. Di zona konveksi, banyak sinar gamma lebih lambat dan menyebar sebagai foton, partikel cahaya tampak, saat energi bergerak ke permukaan matahari.

Fotosfer adalah daerah matahari yang mengandung cahaya tampak. Suhunya masih antara 4.500 dan 6.000 derajat Kelvin tetapi secara signifikan lebih dingin daripada lapisan dalam. Bagian terluar dari fotosfer disebut korona dan merupakan tempat terjadinya bintik matahari dan penonjolan matahari. Dari energi yang mencapai Bumi, sekitar setengahnya adalah cahaya tampak dan setengahnya lagi berada di bagian inframerah dari spektrum elektromagnetik. Tapi yang paling berbahaya adalah radiasi ultraviolet dalam jumlah kecil. Energi yang keluar dari fotosfer bergerak dengan kecepatan cahaya, membutuhkan waktu sekitar delapan menit untuk mencapai Bumi.