Что происходит внутри Солнца

Если бы Солнце было костром, оно бы давно кончилось: химическое горение отдаёт слишком мало энергии на грамм - топливо размером с Солнце выгорело бы за тысячи лет. А Солнцу примерно 4,6 миллиарда лет, и оно прошло около половины своего пути.

Работает другое. Вес внешних слоёв сжимает центр так, что вещество там примерно в 150 раз плотнее воды, а температура - около 15 миллионов градусов. Ядра водорода за несколько шагов собираются в ядро гелия, которое чуть легче суммы исходных. Разница уходит светом: около четырёх миллионов тонн в секунду перестают быть веществом.

Идёт это медленно. Протоны заряжены одинаково и отталкиваются, и даже 15 миллионов градусов не хватает, чтобы столкнуть их напрямую: слияние идёт через квантовое туннелирование, то есть по редкой случайности. Отдельный протон в среднем ждёт своей реакции миллиарды лет. Поэтому Солнце не вспыхивает разом, а светит ровно.

Кубометр солнечного ядра выделяет в среднем около 276 ватт - по порядку величины как компостная куча. Солнце ослепительно не из-за мощности в одной точке, а из-за размера: таких кубометров внутри столько, что вместе они дают звезду.

Дальше энергии нужно выбраться наружу. Ядро занимает примерно четверть радиуса, над ним лучистая зона - до 70% радиуса, а внешняя треть конвективная. По дороге температура падает почти в три тысячи раз.

Слои устроены так не случайно. Пока вещество прозрачно, тепло несёт излучение. Ближе к поверхности газ остывает и мутнеет, излучению не пробиться - тогда движется сам газ: горячее всплывает, остывшее тонет. Снаружи это видно как зернистость: каждая «гранула» около тысячи километров в поперечнике и живёт около десяти минут.

Гамма-квант из ядра почти сразу поглощается и излучается снова - миллиарды раз, каждый раз в случайную сторону. Оценки, за сколько энергия добирается до поверхности, расходятся: от тысяч до сотен тысяч лет. Оставшиеся 150 миллионов километров до Земли свет проходит за 8 минут 20 секунд.

Внутрь никто не заглядывал, но есть два обходных пути. Нейтрино рождаются в тех же реакциях и почти ни с чем не взаимодействуют: они покидают ядро за пару секунд и долетают до детекторов на Земле - прямой отчёт из центра. А ещё Солнце звучит: его поверхность колеблется, и по набору частот восстанавливают плотность и скорость звука на глубине.