ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นวัตถุที่มีมวลมากที่สุดในระบบสุริยะ คือ a ประชากร I ดาวแคระเหลือง. มันอยู่ที่ปลายสุดของดาวฤกษ์ประเภทเดียวกัน และสถานะจำนวนประชากรของมันคือ 1 หมายความว่ามันมีธาตุหนักอยู่ องค์ประกอบเดียวในแกนกลางคือไฮโดรเจนและฮีเลียม ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่ผลิตฮีเลียมและพลังงานอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันดวงอาทิตย์ได้เผาผลาญเชื้อเพลิงไปครึ่งหนึ่งแล้ว
ดวงอาทิตย์ก่อตัวอย่างไร
ให้เป็นไปตาม สมมติฐานเนบิวลาดวงอาทิตย์เกิดขึ้นเนื่องจากการยุบตัวของเนบิวลาแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นเมฆก๊าซและฝุ่นในอวกาศขนาดใหญ่ เมื่อเมฆก้อนนี้ดึงดูดมวลสารเข้าสู่แกนของมันมากขึ้นเรื่อยๆ เมฆก็เริ่มหมุนบนแกนและศูนย์กลาง ส่วนหนึ่งเริ่มร้อนขึ้นภายใต้แรงกดดันมหาศาลที่เกิดจากการเพิ่มฝุ่นและ ก๊าซ ที่อุณหภูมิวิกฤต -- 10 ล้านองศาเซลเซียส (18 ล้านองศาฟาเรนไฮต์) -- แกนกลางถูกจุดไฟ การหลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมทำให้เกิดแรงดันภายนอกที่ต้านแรงโน้มถ่วงเพื่อสร้างสภาวะคงที่ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ลำดับหลัก"
การตกแต่งภายในของดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ดูเหมือนลูกกลมสีเหลืองที่ไม่มีลักษณะเฉพาะจากโลก แต่มีชั้นภายในที่แยกจากกัน แกนกลางซึ่งเป็นที่เดียวที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ขยายออกไปในรัศมี 138,000 กิโลเมตร (86,000 ไมล์) ยิ่งไปกว่านั้น เขตการแผ่รังสีขยายออกไปเกือบสามเท่า และโซนการพาความร้อนไปถึงโฟโตสเฟียร์ ที่รัศมี 695,000 กิโลเมตร (432,000 ไมล์) จากศูนย์กลางของแกนกลาง โฟโตสเฟียร์เป็นชั้นที่ลึกที่สุดที่นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตได้โดยตรง และอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดกับพื้นผิว
การแผ่รังสีและการพาความร้อน
อุณหภูมิที่แกนดวงอาทิตย์ อยู่ที่ประมาณ 15 ล้านองศาเซลเซียส (28 ล้านองศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งสูงกว่าพื้นผิวเกือบ 3,000 เท่า แกนมีความหนาแน่นมากกว่าทองคำหรือตะกั่วถึง 10 เท่า และความดันเท่ากับ 340 พันล้านครั้ง ความกดอากาศบนพื้นผิวโลก แกนกลางและโซนการแผ่รังสีนั้นหนาแน่นมากจนโฟตอนที่เกิดจากปฏิกิริยาในแกนกลางต้องใช้เวลาล้านปีกว่าจะไปถึงชั้นการพาความร้อน ในช่วงเริ่มต้นของชั้นกึ่งทึบแสงนั้น อุณหภูมิได้เย็นลงพอที่จะทำให้องค์ประกอบที่หนักกว่า เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และเหล็กเก็บอิเลคตรอนไว้ได้ องค์ประกอบที่หนักกว่าจะดักแสงและความร้อน และชั้นจะ "เดือด" โดยส่งพลังงานไปยังพื้นผิวโดยการพาความร้อน
ปฏิกิริยาฟิวชั่นที่แกน
การรวมไฮโดรเจนกับฮีเลียมในแกนกลางของดวงอาทิตย์ดำเนินไปในสี่ขั้นตอน ในตอนแรก นิวเคลียสของไฮโดรเจนหรือโปรตอนสองตัวชนกันเพื่อผลิตดิวเทอเรียม ซึ่งเป็นรูปแบบของไฮโดรเจนที่มีโปรตอนสองตัว ปฏิกิริยาจะสร้างโพซิตรอนซึ่งชนกับอิเล็กตรอนเพื่อผลิตโฟตอนสองโฟตอน ในระยะที่สาม นิวเคลียสดิวเทอเรียมชนกับโปรตอนอีกตัวหนึ่งเพื่อสร้างฮีเลียม-3 ในระยะที่สี่ นิวเคลียสฮีเลียม-3 สองนิวเคลียสชนกันเพื่อผลิตฮีเลียม-4 ซึ่งเป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของฮีเลียม และโปรตอนอิสระ 2 ตัวเพื่อให้วัฏจักรดำเนินต่อไปตั้งแต่เริ่มต้น พลังงานสุทธิที่ปล่อยออกมาระหว่างวงจรฟิวชันคือ 26 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์