Zasilanie Słońca
Jak Słońce wytwarza swoją energię? Jaki proces jest z tym związany? A kiedy energia jest już wyprodukowana, jak przemieszcza się na Ziemię i podtrzymuje naszą Bladą Niebieską Kropkę?
Szybka odpowiedź brzmi, że Słońce (i wszystkie inne gwiazdy we wszechświecie) są w stanie generować energię, ponieważ są w zasadzie masywnymi kulami reakcji termojądrowych.
Ale to nie mówi zbyt wiele, chyba że, oczywiście, jesteś już obeznany z tym, jak tworzą się gwiazdy i jak działa fuzja. Naukowcy wyjaśniają proces powstawania energii w gwiazdach, wracając do tego, jak powstają gwiazdy, czyli do Teorii Mgławicowej. Teoria ta głosi, że reakcja jądrowa wewnątrz gwiazdy rozpoczęła się, gdy rozległy obłok gazu i cząsteczek – znany jako „mgławica” – zapadł się pod naciskiem własnej grawitacji. To właśnie to zapadnięcie się spowodowało narodziny wielkiej kuli światła w środku naszego Układu Słonecznego, ponieważ wywołało proces, w którym atomy zaczęły łączyć się ze sobą z powodu nadmiaru ciśnienia i ciepła.
Specyficznie rzecz ujmując, w jądrach gwiazd, które są wielkości Słońca, energia jest wytwarzana, gdy atomy wodoru (H) przekształcają się w hel (He). Podczas tego procesu syntezy część materii łączących się jąder nie jest zachowywana i jest zamieniana na fotony. Jak dużo energii produkuje nasze Słońce? Otóż w ciągu jednej sekundy Słońce syntetyzuje w swoim jądrze około 620 milionów ton metrycznych wodoru. Oznacza to, że w ciągu jednej sekundy Słońce produkuje wystarczająco dużo energii, aby zasilać Nowy Jork przez około 100 lat.
Większe gwiazdy mają więcej ciepła i ciśnienia; w rezultacie są w stanie stopić ze sobą cięższe pierwiastki. Ponieważ łączymy cięższe elementy, jest więcej materii, która nie jest zachowana i, ergo, jest więcej ciepła i ciśnienia.
Where Earth Fits In
To łączenie atomów znane jest jako fuzja jądrowa. I jak już wspomniano, jest to proces, który uwalnia ogromną ilość energii w postaci ciepła i światła. Warto zauważyć, że każda z warstw Słońca odgrywa rolę w zapewnieniu, że energia słoneczna zostanie rozprowadzona wystarczająco daleko, aby utrzymać życie na naszej planecie.
99% energii produkowanej przez Słońce ma miejsce w jądrze. Poza tą warstwą synteza termojądrowa prawie całkowicie ustaje. Reszta Słońca ogrzewana jest energią, która wydostaje się z jądra przez różne warstwy, docierając w końcu do warstwy zewnętrznej i uciekając w przestrzeń kosmiczną jako światło słoneczne lub energia cząstek.
Następne warstwy Słońca to strefa radiacyjna, strefa konwektywna i fotosfera. Warstwy te stają się coraz chłodniejsze, im bardziej oddalają się od jądra. W większości z nich nie zachodzą już reakcje syntezy jądrowej. Ułatwiają one jednak transfer ciepła i energii na zewnątrz, z dala od jądra i w przestrzeń kosmiczną.
Gdy to ciepło i energia docierają na Ziemię, warstwa ozonowa atmosfery filtruje większość ultrafioletowego promieniowania Słońca, ale przepuszcza część z nich. Ta energia jest niezbędna dla życia na naszej planecie.