Що відбувається всередині Сонця

Якби Сонце було багаттям, воно давно б згасло: хімічне горіння дає надто мало енергії на грам - пального розміром із Сонце вистачило б на кілька тисяч років. А Сонцю приблизно 4,6 мільярда років, і воно пройшло близько половини свого шляху.

Тут працює інше. Вага зовнішніх шарів стискає центр так, що речовина там приблизно у 150 разів щільніша за воду, а температура становить близько 15 мільйонів градусів. За кілька кроків ядра водню збираються в ядро гелію, яке трохи легше за суму вихідних ядер. Різниця переходить у світло: близько чотирьох мільйонів тонн на секунду перестають бути речовиною.

Це відбувається повільно. Протони мають однаковий заряд і відштовхуються, а навіть 15 мільйонів градусів недостатньо, щоб вони зіткнулися безпосередньо: злиття відбувається завдяки квантовому тунелюванню, тобто через рідкісний збіг обставин. Окремий протон у середньому чекає на свою реакцію мільярди років. Тому Сонце не спалахує одразу, а світить рівно.

Кубометр сонячного ядра в середньому виділяє близько 276 ватів - приблизно стільки ж за порядком величини, скільки компостна купа. Сонце засліплює не через потужність в одній точці, а через розмір: усередині так багато таких кубометрів, що разом вони утворюють зорю.

Далі енергії потрібно вибратися назовні. Ядро займає приблизно чверть радіуса, над ним розташована промениста зона - до 70% радіуса, а зовнішня третина є конвективною. Дорогою температура падає майже у три тисячі разів.

Шари влаштовані так не випадково. Поки речовина прозора, тепло переносить випромінювання. Ближче до поверхні газ охолоджується й мутнішає, випромінюванню не пробитися - тоді рухається сам газ: гарячий підіймається, охололий опускається. Ззовні це видно як зернистість: кожна «гранула» має близько тисячі кілометрів у поперечнику й живе близько десяти хвилин.

Гамма-квант із ядра майже одразу поглинається й випромінюється знову - мільярди разів, щоразу у випадковому напрямку. Оцінки того, за який час енергія дістається поверхні, різняться: від тисяч до сотень тисяч років. Решту 150 мільйонів кілометрів до Землі світло долає за 8 хвилин 20 секунд.

Усередину ніхто не заглядав, але є два обхідні шляхи. Нейтрино народжуються в тих самих реакціях і майже ні з чим не взаємодіють: вони залишають ядро за кілька секунд і долітають до детекторів на Землі - прямий звіт із центру. А ще Сонце звучить: його поверхня коливається, і за набором частот відновлюють щільність та швидкість звуку на глибині.