L'origine dell'energia
Il sole, come tutte le stelle attive, è un enorme forno a combustione di idrogeno che produce enormi quantità di luce, calore e radiazioni, circa 4 x 10^26 watt al secondo. Il sole, infatti, è l'origine di tutta l'energia sulla terra, anche dei combustibili fossili. Il processo mediante il quale il sole crea e rilascia energia è chiamato fusione.
Progressione della fusione dell'idrogeno
L'idrogeno è l'elemento più leggero e semplice dell'universo, costituito da un solo protone e un elettrone. A basse temperature, la carica positiva dei nuclei di idrogeno si respingono, impedendo la fusione. Tuttavia, quando una giovane stella si condensa, aumentando la sua temperatura e pressione, quattro atomi di idrogeno si avvicineranno abbastanza da fondersi insieme in un singolo atomo di elio. Nel processo, una parte della massa viene convertita in energia. La fusione dell'idrogeno può iniziare a 8 milioni di gradi Kelvin. Man mano che la fusione dell'idrogeno progredisce, la stella raggiunge temperature sempre più alte che le consentono di fondere elementi più pesanti. Tre atomi di elio si fondono in un singolo atomo di carbonio-12 a 100 milioni di gradi Kelvin.
Strati del Sole
L'energia rilasciata dalla fusione è sotto forma di raggi gamma, onde di radiazione piccole ma altamente energetiche. La loro alta frequenza ma piccola lunghezza d'onda li rende pericolosi per le cellule viventi. Fortunatamente, la maggior parte della fusione avviene nel nucleo del sole e, prima che i raggi gamma possano essere rilasciati nello spazio, devono passare attraverso gli strati esterni del sole. Immediatamente intorno al nucleo c'è la zona di radiazione, una regione così densa che impiega in media 171.000 anni, e fino a diversi milioni di anni, perché l'energia possa sfuggirvi. Lo strato successivo è la zona di convezione, dove il plasma caldo vicino al nucleo sale mentre il plasma più freddo affonda. Nella zona di convezione molti raggi gamma vengono ulteriormente rallentati e si propagano come fotoni, particelle di luce visibile, mentre l'energia si sposta sulla superficie del sole.
Cosa raggiunge la Terra
La fotosfera è la regione del sole che contiene la luce visibile. La sua temperatura è ancora compresa tra 4.500 e 6.000 gradi Kelvin, ma è significativamente più fresca degli strati interni. La parte più esterna della fotosfera è chiamata corona ed è dove si verificano le macchie solari e le protuberanze solari. Dell'energia che raggiunge la Terra, circa la metà è luce visibile e metà è nella parte infrarossa dello spettro elettromagnetico. Ma il più pericoloso è la piccola quantità di radiazioni ultraviolette. L'energia che fuoriesce dalla fotosfera si muove alla velocità della luce, impiegando circa otto minuti per raggiungere la Terra.