Сонце - наймасивніший об'єкт Сонячної системи - це населення I жовта карликова зірка. Він знаходиться у важчому кінці свого класу зірок, і його статус за популяцією означає, що він містить важкі елементи. Однак єдиними елементами ядра є водень і гелій; водень - це паливо для реакцій ядерного синтезу, які постійно виробляють гелій та енергію. В даний час сонце спалило близько половини пального.
Як утворилося Сонце
Відповідно з туманна гіпотеза, Сонце виникло в результаті гравітаційного колапсу туманності - великої хмари космічного газу та пилу. Оскільки ця хмара притягувала все більше і більше матерії до свого ядра, вона почала обертатися навколо осі та центральної частина почала нагріватися під величезним тиском, створюваним додаванням все більшої кількості пилу і гази. При критичній температурі - 10 мільйонів градусів Цельсія (18 мільйонів градусів за Фаренгейтом) - серцевина запалала. Злиття водню з гелієм створювало зовнішній тиск, який протидіяв гравітації, створюючи стійкий стан, який вчені називають "основною послідовністю".
Інтер'єр Сонця
Сонце виглядає як безликий жовтий шар із Землі, але він має дискретні внутрішні шари. Центральне ядро, яке є єдиним місцем, де відбувається ядерний синтез, поширюється на радіус 138 000 кілометрів (86 000 миль). Крім цього, радіаційна зона простягається майже втричі, і конвективна зона сягає фотосфери. У радіусі 695 000 кілометрів (432 000 миль) від центру ядра, фотосфера є найглибшим шаром, який астрономи можуть спостерігати безпосередньо, і є найбільш близькою до поверхні Сонця.
Випромінювання та конвекція
температура в ядрі сонця становить близько 15 мільйонів градусів Цельсія (28 мільйонів градусів за Фаренгейтом), що майже в 3000 разів вище, ніж на поверхні. Ядро в 10 разів щільніше золота чи свинцю, і тиск є 340 мільярдів разів атмосферний тиск на поверхню Землі. Ядро і радіаційна зона настільки щільні, що фотонам, що утворюються в результаті реакцій в ядрі, потрібно мільйон років, щоб досягти конвективного шару. На початку цього напівпрозорого шару температури охолонули настільки, щоб важчі елементи, такі як вуглець, азот, кисень та залізо, могли утримувати свої електрони. Більш важкі елементи затримують світло і тепло, і шар в кінцевому підсумку "закипає", передаючи енергію на поверхню конвекцією.
Реакції синтезу в основі
Злиття водню з гелієм у сонячному ядрі відбувається в чотири стадії. У першому два ядра водню - або протони - стикаються, утворюючи дейтерій - форму водню з двома протонами. В результаті реакції утворюється позитрон, який зіштовхується з електроном, утворюючи два фотони. На третій стадії ядро дейтерію стикається з іншим протоном, утворюючи гелій-3. На четвертому етапі два ядра гелію-3 стикаються, утворюючи гелій-4 - найпоширенішу форму гелію - і два вільних протони для продовження циклу з самого початку. Чиста енергія, що виділяється під час циклу синтезу, становить 26 мільйонів електрон-вольт.