Взявши за основу те, що будь-яка з перерахованих гіпотез могла б підтримувати пояснення функціонування Сонця, вчені тих років точно розрахували, який час наше світило могло б існувати, якби на ньому відбувався відповідний процес. Але жоден результат не збігся з тією цифрою, яку дослідники знали про вік Сонячної системи - 4,5 мільярда років. Якби Сонце стискалося або горіло, у нього не було б палива вже задовго до того, як ми з'явилися на сцені еволюції. Стало очевидно, що на Сонці відбувається щось інше.
Рівняння Енштейна
Кілька десятиліть потому, озброївшись знаменитим рівнянням Ейнштейна E = mc2, яке передбачало, що будь-яка маса повинна мати еквівалентну кількість енергії, британські астрономи 1920-х років припустили, що Сонце світить, фактично перетворюючи свою масу в енергію. Однак замість печі, яка перетворює деревину і вугілля на золу і почорнілий вуглець (випромінюючи світло і тепло), центр Сонця більше схожий на гігантську атомну електростанцію.
Термоядерне паливо Сонця
Сонце містить величезну кількість атомів водню. Як правило, нейтральний атом водню містить позитивно заряджений протон і негативно заряджений електрон, який обертається навколо нього. Коли цей атом зустрічається з іншим атомом водню, їхні відповідні зовнішні електрони магнітно відштовхують один одного. Це запобігає зустрічі одного з протонів один з одним. Але ядро Сонця дуже розігріто. І знаходиться під таким тиском, що атоми переміщуються з великою кінетичною енергією. Яка дозволяє їм долати силу, що зв'язує їх структуру. І електрони починають відокремлюватися від своїх протонів.
Це означає, що протони, які зазвичай знаходяться всередині ядра атома водню, можуть стосуватися один одного. І об'єднуються в ядра інших елементів в результаті процесу, званого термоядерним синтезом. Ця реакція відбувається з вивільненням колосальної кількості енергії.
Безперервна піч
Також, як і всередині ядерного реактора, атоми всередині ядра Сонця врізаються один в одного кожну секунду. В результаті таких зіткнень найчастіше трапляється, що чотири протони водню зливаються один з одним, щоб створити один атом гелію. В результаті такого синтезу частина маси цих чотирьох мікроскопічних протонів виявляється «втрачена». Так відбувається тому, що атом гелію важить менше, ніж сумарно чотири протони. Але оскільки Всесвіт зберігає матерію, він не може просто назавжди зникнути. І ця маса перетворюється на неймовірну кількість енергії. Щосекунди Сонце випромінює 3,9 прапорів 10 у ступені 26 Вт потужності. Це така величезна кількість енергії, що, чесно кажучи, не можна привести ніякої аналогії з земними процесами. Можливо, це число можна оцінити наступним чином: така кількість ватів набагато більша, ніж вся електрика, яка весь світ витратить поточними темпами протягом декількох сотень тисяч століть.
Скільки буде горіти Сонце?
Ефективність реакції термоядерного синтезу є основною причиною того, що Сонце постійно випромінює тепло. Енергія, що виділяється при перетворенні всього одного кілограма водню в гелій еквівалентна тій, яка виділяється при спалюванні 20 000 тонн вугілля. Оскільки Сонце досить масивно і відносно молодо, вчені вважають, що воно використовувало тільки близько половини свого палива - водню.
Зрештою, ядро Сонця перетворює весь свій водень на гелій, і зірка помре. Але не переживайте. Цього не станеться ще приблизно 5 мільярдів років.
