Hur frigör solen energi?

Solen, som alla aktiva stjärnor, är en massiv väteförbränningsugn som producerar enorma mängder ljus, värme och strålning, cirka 4 x 10 ^ 26 watt per sekund. Solen är faktiskt ursprunget till all energi på jorden, även fossila bränslen. Processen genom vilken solen skapar och släpper ut energi kallas fusion.

Väte är det lättaste, enklaste elementet i universum, som består av bara en proton och en elektron. Vid låga temperaturer stöter vätekärnornas positiva laddning från varandra och förhindrar fusion. Men när en ung stjärna kondenserar och ökar dess temperatur och tryck kommer fyra väteatomer att komma i tillräckligt nära närhet för att smälta samman till en enda heliumatom. Under processen omvandlas viss massa till energi. Vätefusion kan börja vid 8 miljoner grader Kelvin. När vätefusion fortskrider når stjärnan högre och högre temperaturer som gör att den kan smälta tyngre element. Tre heliumatomer smälter in i en enda kol-12-atom vid 100 miljoner grader Kelvin.

Den energi som frigörs genom fusion är i form av gammastrålar, små men mycket energiska strålningsvågor. Deras höga frekvens men liten våglängd gör dem farliga för levande celler. Lyckligtvis sker mest fusion i solens kärna, och innan gammastrålarna kan släppas ut i rymden måste de passera genom de yttre skikten av solen. Omedelbart omger kärnan strålningszonen, en region som är så tät att det i genomsnitt tar 171.000 år och upp till flera miljoner år för energi att komma undan den. Nästa lager är konvektionszonen där varm plasma nära kärnan stiger medan kallare plasma sjunker. I konvektionszonen saktas många gammastrålar vidare och förökas som fotoner, partiklar av synligt ljus, när energin rör sig till solens yta.

Fotosfären är den region av solen som innehåller det synliga ljuset. Dess temperatur ligger fortfarande mellan 4500 och 6000 grader Kelvin men är betydligt kallare än de inre skikten. Den yttersta delen av fotosfären kallas corona och det är där solfläckar och solens framträdanden förekommer. Av den energi som når jorden är ungefär hälften synligt ljus och hälften i den infraröda delen av det elektromagnetiska spektrumet. Men det farligaste är den lilla mängden ultraviolett strålning. Energi som flyr från fotosfären rör sig ungefär med ljusets hastighet och tar cirka åtta minuter att nå jorden.