Как Солнце высвобождает энергию?

Солнце, как и все активные звезды, представляет собой массивную печь, сжигающую водород, производящую огромное количество света, тепла и излучения, примерно 4 x 10 ^ 26 Вт каждую секунду. Фактически, Солнце является источником всей энергии на Земле, даже ископаемого топлива. Процесс, посредством которого солнце создает и высвобождает энергию, называется синтезом.

Водород - самый легкий и простой элемент во Вселенной, состоящий всего из одного протона и одного электрона. При низких температурах положительный заряд ядер водорода отталкивает друг друга, препятствуя слиянию. Однако по мере того, как молодая звезда конденсируется, повышая ее температуру и давление, четыре атома водорода подойдут достаточно близко, чтобы слиться в один атом гелия. При этом некоторая масса превращается в энергию. Синтез водорода может начаться при температуре 8 миллионов градусов Кельвина. По мере развития синтеза водорода звезда достигает все более высоких температур, что позволяет ей плавить более тяжелые элементы. Три атома гелия сливаются в один атом углерода-12 при температуре 100 миллионов градусов Кельвина.

Энергия, выделяемая при синтезе, имеет форму гамма-лучей, небольших, но высокоэнергетических волн излучения. Их высокая частота, но малая длина волны делает их опасными для живых клеток. К счастью, синтез происходит в основном в ядре Солнца, и, прежде чем гамма-лучи могут быть выпущены в космос, они должны пройти через внешние слои Солнца. Непосредственно вокруг ядра находится зона излучения, область настолько плотная, что в среднем требуется 171000 лет и до нескольких миллионов лет, чтобы энергия покинула ее. Следующий слой - зона конвекции, где горячая плазма вблизи ядра поднимается, а более холодная плазма опускается. В зоне конвекции многие гамма-лучи дополнительно замедляются и распространяются в виде фотонов, частиц видимого света, когда энергия движется к поверхности Солнца.

Фотосфера - это область солнца, содержащая видимый свет. Его температура по-прежнему составляет от 4500 до 6000 градусов Кельвина, но она значительно ниже, чем внутренние слои. Самая внешняя часть фотосферы называется короной и является местом, где появляются солнечные пятна и солнечные протуберанцы. Около половины энергии, достигающей Земли, составляет видимый свет, а половина - инфракрасная часть электромагнитного спектра. Но самое опасное - небольшое количество ультрафиолета. Энергия, выходящая из фотосферы, движется примерно со скоростью света, и ей требуется около восьми минут, чтобы достичь Земли.