Kas vyksta Saulės viduje

Jei Saulė būtų laužas, ji jau seniai būtų užgesusi: cheminis degimas vienam gramui kuro suteikia per mažai energijos, todėl Saulės dydžio kuro atsargos sudegtų per tūkstančius metų. O Saulei maždaug 4,6 milijardo metų, ir ji jau įpusėjo savo kelią.

Čia veikia visai kas kita. Išorinių sluoksnių svoris suspaudžia centrą taip, kad medžiaga ten yra maždaug 150 kartų tankesnė už vandenį, o temperatūra siekia apie 15 milijonų laipsnių. Per kelis etapus vandenilio branduoliai susijungia į helio branduolį, kuris yra šiek tiek lengvesnis už pradinių branduolių sumą. Skirtumas virsta šviesa: maždaug keturi milijonai tonų per sekundę nustoja būti medžiaga.

Tai vyksta lėtai. Protonai turi vienodo ženklo krūvį ir vienas kitą stumia, o net 15 milijonų laipsnių nepakanka, kad jie susidurtų tiesiogiai: sintezė vyksta dėl kvantinio tuneliavimo, tai yra dėl retos atsitiktinės galimybės. Atskirai paimtas protonas savo reakcijos vidutiniškai laukia milijardus metų. Todėl Saulė neįsiliepsnoja visa iš karto, o šviečia tolygiai.

Kubinis Saulės branduolio metras vidutiniškai išskiria apie 276 vatus, maždaug tiek pat, kiek komposto krūva. Saulė akina ne dėl viename taške išskiriamos galios, o dėl savo dydžio: jos viduje yra tiek daug tokių kubinių metrų, kad kartu jie sudaro žvaigždę.

Toliau energijai reikia prasiskverbti į išorę. Branduolys užima maždaug ketvirtį spindulio, virš jo yra spinduliavimo zona, besitęsianti iki 70 % spindulio, o išorinis trečdalis yra konvekcinis. Pakeliui temperatūra nukrinta beveik 3000 kartų.

Sluoksniai taip išsidėstę neatsitiktinai. Kol medžiaga yra skaidri, šilumą perneša spinduliuotė. Arčiau paviršiaus dujos atvėsta ir tampa neskaidrios, todėl spinduliuotė nebegali prasiskverbti, tada juda pačios dujos: karštos kyla, atvėsusios leidžiasi. Iš išorės tai matyti kaip grūdėtas paviršius: kiekviena „granulė“ yra maždaug 1000 kilometrų skersmens ir gyvuoja apie 10 minučių.

Gama kvantas iš branduolio beveik iškart sugeriamas ir vėl išspinduliuojamas, milijardus kartų, kaskart atsitiktine kryptimi. Vertinimai, kiek laiko energija keliauja iki paviršiaus, skiriasi: nuo tūkstančių iki šimtų tūkstančių metų. Likusius 150 milijonų kilometrų iki Žemės šviesa nukeliauja per 8 minutes 20 sekundžių.

Niekas nebuvo pažvelgęs į jos vidų, tačiau yra du netiesioginiai būdai tai išsiaiškinti. Neutrinai gimsta per tas pačias reakcijas ir beveik su niekuo nesąveikauja: jie palieka branduolį per porą sekundžių ir pasiekia detektorius Žemėje, tai tiesioginis pranešimas iš centro. Be to, Saulė skamba: jos paviršius virpa, o pagal virpesių dažnius atkuriamas tankis ir garso greitis gylyje.