Kā Saule izdala enerģiju?

Saule, tāpat kā visas aktīvās zvaigznes, ir masīva ūdeņradi degoša krāsns, kas katru sekundi rada milzīgu daudzumu gaismas, siltuma un starojuma, aptuveni 4 x 10 ^ 26 vatus. Saule patiesībā ir visa zemes enerģijas avots, pat fosilais kurināmais. Procesu, kurā saule rada un atbrīvo enerģiju, sauc par kodolsintēzi.

Ūdeņradis ir vieglākais un vienkāršākais elements Visumā, kas sastāv tikai no viena protona un viena elektrona. Zemā temperatūrā ūdeņraža kodolu pozitīvais lādiņš viens otru atgrūž, novēršot saplūšanu. Tomēr, jaunai zvaigznei kondensējoties, palielinot temperatūru un spiedienu, četri ūdeņraža atomi nonāks pietiekami tuvu, lai saplūstos vienā hēlija atomā. Šajā procesā kāda masa tiek pārvērsta enerģijā. Ūdeņraža sintēze var sākties pie 8 miljoniem Kelvina grādu. Ūdeņraža saplūšanas gaitā zvaigzne sasniedz arvien augstāku temperatūru, kas ļauj sapludināt smagākus elementus. Trīs hēlija atomi saplūst vienā oglekļa-12 atomā pie 100 miljoniem Kelvina grādu.

Kodolsintēzes laikā atbrīvotā enerģija ir gamma staru, mazu, bet ļoti enerģisku starojuma viļņu formā. To augstā frekvence, bet mazais viļņa garums padara tos bīstamus dzīvām šūnām. Par laimi, lielākā daļa kodolsintēzes notiek saules kodolā, un pirms gamma starus var izlaist kosmosā, tiem jāiziet cauri saules ārējiem slāņiem. Tūlīt ap kodolu atrodas radiācijas zona - tik blīvs reģions, ka enerģijai no tās jāiziet vidēji 171 000 gadu un līdz pat vairākiem miljoniem gadu. Nākamais slānis ir konvekcijas zona, kur karstā plazma tuvu kodolam paceļas, kamēr vēsāka plazma nogrimst. Konvekcijas zonā daudzi gamma stari tiek palēnināti un izplatās kā fotoni, redzamās gaismas daļiņas, enerģijai virzoties uz saules virsmu.

Fotosfēra ir saules reģions, kurā atrodas redzamā gaisma. Tās temperatūra joprojām ir no 4500 līdz 6000 grādiem Kelvina, bet ir ievērojami vēsāka nekā iekšējie slāņi. Fotosfēras tālāko daļu sauc par vainagu, un tajā notiek saules plankumi un saules izcēlumi. No enerģijas, kas sasniedz Zemi, apmēram puse ir redzamā gaisma, bet puse atrodas elektromagnētiskā spektra infrasarkanajā daļā. Bet visbīstamākais ir neliels ultravioletā starojuma daudzums. Enerģija, kas izplūst no fotosfēras, pārvietojas ar gaismas ātrumu, lai sasniegtu Zemi, nepieciešamas apmēram astoņas minūtes.