Proč Slunce svítí?
Slunce nehoří
Slunce vypadá jako obrovský oheň, ale nehoří. Kdyby bylo z uhlí, vyhořelo by za pár tisíc let. Svítí přitom už skoro pět miliard let.
Z čeho je Slunce
Slunce je hlavně z vodíku, nejjednoduššího prvku. Atom vodíku má uprostřed jedinou částici s kladným nábojem, proton. Kolem něj je jeden elektron se záporným nábojem.
Gravitace Slunce drtí
Slunce váží třistatisíckrát víc než Země. Jeho vlastní gravitace táhne všechno ke středu a plyn uvnitř stlačuje. Stlačený plyn se zahřeje, stejně jako hustilka, když pumpuješ kolo.
Peklo v jádru
Nejvíc stlačený a nejteplejší je střed Slunce, jeho jádro: přes 15 milionů stupňů. Čím je něco teplejší, tím rychleji se jeho částice pohybují. V jádru sviští tak prudce, že se elektrony od protonů utrhnou a poletují zvlášť.
Protony se odpuzují
Stejné náboje se odpuzují, a tak se protony od sebe odtlačují. Čím rychleji do sebe letí, tím blíž se dostanou, ale odpudivá síla nakonec vždycky zvítězí. V jádru Slunce jsou tak rychlé, že se občas i dotknou.
Ověř si to sám
Nafoukni dva balonky, otři je o vlasy a zavěs je na nitích vedle sebe. Balonky se od sebe odtlačí. Oba mají stejný náboj, tady záporný, a tak se odpuzují stejně jako dva protony.
Jednou za miliardy let
Po dotyku se ale skoro vždycky zase rozletí. Spojí se, jen když jeden z nich v tu chvíli vystřelí pozitron, drobnou částici jako elektron, jen s kladným nábojem, a změní se na neutron. Proton a neutron se neodpuzují a na rozdíl od dvou protonů drží pohromadě. Taková proměna je ale nesmírně vzácná a proton na ni čeká v průměru miliardy let.
Těsně natlačené
Protonů je ale v jádru nepředstavitelně moc a gravitace je natlačila těsně k sobě. Litr té látky by vážil 150 kilo. I tak vzácné spojení proto nastává pořád dokola.
Ze čtyř protonů helium
Spojená dvojice pak dál poletuje v jádru Slunce, dokud se k ní nepřidají další dva protony. Jeden z nich se zase změní na neutron a vznikne helium, plyn z pouťových balonků. Takovému spojování v žáru se říká termojaderná fúze. Helium pak zůstává v jádru a dál se zatím nespojuje.
Helium přijde na řadu později
Jádro helia má dva protony, a tak se dvě helia odpuzují ještě víc než dva protony. Spojovat se začnou, až Slunci za asi pět miliard let dojde vodík v jádru a jádro se rozpálí na 100 milionů stupňů. Pak ze tří jader helia vznikne uhlík, prvek, ze kterého je třeba tuha v tužce.
Kousek hmoty se změní ve světlo
Helium váží o trochu méně než čtyři protony, ze kterých vzniklo. Z každého kilogramu vodíku se tak asi sedm gramů promění ve světlo a teplo. To je tolik energie jako ze spálení 20 tisíc tun uhlí.
Slunce hubne
Slunce takhle každou sekundu promění 600 milionů tun vodíku na helium. Asi 4 miliony tun z toho se změní ve světlo. Na Slunce je to jen drobek: vodíku mu vydrží ještě asi pět miliard let.
Dlouhá cesta ven
Energie z jádra se dostává na povrch pomalu. Světlo se v hustém Slunci pořád odráží sem a tam a cesta ven mu trvá desítky tisíc let, možná i přes sto tisíc. Od povrchu k nám už doletí za osm minut.
Slunce na Zemi
Termojadernou fúzi se snažíme rozběhnout i na Zemi a vyrábět z ní elektřinu. Gravitaci Slunce ale nemáme, a tak plyn rozpalujeme na 150 milionů stupňů, desetkrát víc než v jádru Slunce. Tak horký plyn udrží jen silné magnety ve stroji tvaru pneumatiky, kterému se říká tokamak. Žádná stěna by to nevydržela.
Takže proč Slunce svítí?
Slunce nehoří. Gravitace stlačí a rozpálí jeho jádro a v něm běží termojaderná fúze: protony vodíku se pomalu spojují na helium. Kousek hmoty se při tom mění ve světlo a vodíku je tolik, že vystačí na miliardy let.