Przez ponad 2 tys. lat dla filozofów i astronomów Słońce było tylko jednym z ciał niebieskich krążących wokół Ziemi. Dopiero Mikołaj Kopernik w XVI w. w swojej teorii zaprezentowanej w dziele „O obrotach..." umieścił Słońce w środku Układu Słonecznego. Według Kopernika to nie Ziemia, lecz nasza dzienna gwiazda stanowi centrum znanego Wszechświata. „Czyż bowiem w tej najpiękniejszej świątyni moglibyśmy umieścić ten znicz w innym albo lepszym miejscu niż w tym, z którego może on wszystko równomiernie oświetlać?" – pisał Mikołaj Kopernik.

Gwiezdna elektrownia atomowa

Słońce wraz z Układem Słonecznym powstało niespełna 5 mld lat temu z obłoku gazu i pyłu, w którym uformowały się lokalne zagęszczenia, z których powstały Słońce, planety i ich księżyce. Mechanizm powstawania energii słonecznej znamy od niedawna. W latach 30. XX w. Hans Bethe wykazał, że reakcje termojądrowe mogą być podstawowym mechanizmem generacji energii w gwiazdach, za co w 1967 r. otrzymał Nagrodę Nobla. – W uproszczeniu promieniowanie docierające do Ziemi ze Słońca powstaje w jego jądrze w wyniku szeregu reakcji termojądrowych prowadzących do stopniowej przemiany wodoru w hel. W jądrze, gdzie temperatura wynosi około 15,5 mln st. C, ciśnienie ponad 300 mld atmosfer, a gęstość materii sięga 153 g/cm3, wskutek całego ciągu reakcji jądrowych cztery jądra wodoru (protony) łączą się w jedno jądro helu (składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów), przy czym wydzielana jest ogromna ilość energii – mówi prof. dr hab. Paweł Rudawy, heliofizyk z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Wrocławskiego. W ciągu każdej sekundy w jądrze Słońca ponad 600 mln ton wodoru jest zamienianych w hel, przy czym aż 4 mln ton materii zamieniają się w energię, której ilość można policzyć na podstawie znanej formuły E=mc2.

– Od momentu powstania Słońca utrata masy w wyniku reakcji termojądrowych nie ma żadnego znaczenia dla jego ewolucji. Co sekundę Słońce traci też milion ton materii w postaci tzw. wiatru słonecznego, czyli plazmy słonecznej wypływającej bądź wyrzucanej w przestrzeń międzyplanetarną aż do granicy tzw. heliosfery, rozciągającej się w odległości 100 razy większej niż odległość Ziemi od Słońca – dodaje profesor Paweł Rudawy.

Z jądra Słońca energia przenoszona jest przez fotony, które przez bardzo gęstą plazmę powoli wędrują w kierunku zewnętrznych warstw ze średnią prędkością 3 km na rok. Gdy opuszczają Słońce, ich prędkość oddalania się osiąga prędkość światła, czyli prawie 300 tys. km/sek. – Gdyby dziś w jądrze naszej najbliższej gwiazdy przestały zachodzić reakcje fuzji jądrowej, dowiedzielibyśmy się o tym dopiero po kilkuset tysiącach lat – mówi prof. dr hab. Maciej Mikołajewski z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, wiceprezes Polskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Mgła i wiatr słoneczny

Zewnętrzna warstwa Słońca nazywana jest fotosferą. Jej średnia temperatura nie przekracza 6 tys. st. C. To na niej obserwujemy plamy, rozbłyski, granule. Wbrew pozorom nie ma żadnej stałej, twardej powierzchni Słońca. Słońce jest gigantyczną kulą gorącej plazmy, stopniowo przechodzącą w wiatr słoneczny. To, co postrzegamy jako powierzchnię Słońca, to jedynie dość cienka warstwa plazmy o grubości ok. 300 km emitująca promieniowanie widzialne i dlatego nazywana fotosferą. Gdy obserwujemy Słońce z Ziemi z odległości niemal 150 mln km, tak cienką warstwę widzimy jako niezwykle „ostrą" krawędź tarczy słonecznej. – Gdybyśmy jednak mogli pokusić się o wyprawę do wnętrza fotosfery, zaobserwowalibyśmy, że znajdujemy się w warstwie niezwykle rozrzedzonej plamy – 10 tys. razy rzadszej niż atmosfera ziemska! Tylko wielka bezwzględna grubość fotosfery powoduje, że obserwowana z oddali staje się nieprzezroczysta (wszak nie widać przez nią wnętrza Słońca) i świeci. Jest to fenomen nieco podobny do zjawiska mgły. To, co z daleka wydaje się nieprzezroczyste, na krótkich dystansach może być niemal zupełnie przezroczyste – wyjaśnia Paweł Rudawy.