Mi történik a Nap belsejében

Ha a Nap máglya lenne, már régen kialudt volna: a kémiai égés grammonként túl kevés energiát szabadít fel, így egy Nap méretű tüzelőanyag ezernyi év alatt elégne. A Nap azonban körülbelül 4,6 milliárd éves, és életútjának nagyjából a felénél jár.

Valami más zajlik benne. A külső rétegek súlya úgy préseli össze a középpontot, hogy az anyag ott körülbelül 150-szer sűrűbb a víznél, a hőmérséklet pedig mintegy 15 millió fok. A hidrogénatommagok több lépésben egy héliumatommagot alkotnak, amely kissé könnyebb a kiindulási atommagok összegénél. A különbség fény formájában távozik: másodpercenként körülbelül 4 millió tonna szűnik meg anyag lenni.

Ez lassan történik. A protonok azonos töltésűek, ezért taszítják egymást, és még a 15 millió fok sem elég ahhoz, hogy közvetlenül összeütközzenek: az egyesülés kvantum-alagúthatással, vagyis ritka véletlen folytán megy végbe. Egy proton átlagosan milliárd éveket vár a reakciójára. Ezért nem lobban fel egyszerre a Nap, hanem egyenletesen ragyog.

A Nap magjának 1 köbmétere átlagosan körülbelül 276 wattot ad le, nagyságrendileg annyit, mint egy komposzthalom. A Nap nem azért vakító, mert egyetlen pontban nagy a teljesítménye, hanem a mérete miatt: annyi ilyen köbméter van benne, hogy együtt csillagot alkotnak.

Ezután az energiának ki kell jutnia. A mag a sugár körülbelül negyedét foglalja el, fölötte található a sugárzási zóna, a sugár 70%-áig, a külső harmad pedig konvektív. Útközben a hőmérséklet csaknem 3000-szeresére csökken.

A rétegek nem véletlenül épülnek fel így. Amíg az anyag átlátszó, a hőt a sugárzás szállítja. A felszínhez közelebb a gáz lehűl és átlátszatlanná válik, így a sugárzás nem tud áthatolni rajta, ekkor maga a gáz kezd mozogni: a forró felemelkedik, a lehűlt lesüllyed. Kívülről ez szemcsés mintázatként látszik: minden „granula” körülbelül 1000 kilométer átmérőjű, és nagyjából 10 percig él.

A magból érkező gamma-kvantum szinte azonnal elnyelődik, majd újra kisugárzódik, milliárdszor, minden alkalommal véletlenszerű irányba. A becslések eltérnek abban, mennyi idő alatt jut el az energia a felszínig: néhány ezer évtől több százezer évig terjednek. A Földig hátralévő 150 millió kilométert a fény 8 perc 20 másodperc alatt teszi meg.

Senki sem nézett még be, de két kerülőút a rendelkezésünkre áll. A neutrínók ugyanazokban a reakciókban keletkeznek, és szinte semmivel sem lépnek kölcsönhatásba: néhány másodperc alatt elhagyják a magot, majd eljutnak a földi detektorokhoz, közvetlen jelentést hozva a középpontból. A Nap ráadásul hangot is ad: a felszíne rezeg, a frekvenciák mintázatából pedig meghatározható a mélységi sűrűség és a hangsebesség.