Ako funguje Slnko?

Slnko nás hreje už nejaký ten piatok (asi 5 miliárd rokov) a ešte nejaký ten piatok aj bude (asi ďalších 5 miliárd rokov). Každú sekundu Slnko vyžiari energiu na úrovni 90 miliárd megaton TNT, teda 384 yottawattov. Táto hodnota sa počas života Slnka mení, no stále sú to podobne šialené hodnoty. Odkiaľ Slnko čerpá túto energiu, ktorá v konečnom dôsledku poháňa aj (takmer) všetok život na našej planéte?

Hlavnou indíciou je zloženie Slnka, obsahuje prevažne vodík a hélium. Vo fyzike poznáme jeden druh reakcií, ktorý vyžaduje presne tieto ingrediencie a zároveň produkuje obrovské množstvo energie. Táto reakcia sa volá jadrová fúzia. V skratke: ľahká atómové jadrá sa spájajú a tvoria ťažšie jadrá, pričom sa uvoľňuje energia. Napríklad, dva vodíky sa spoja na hélium, pričom uvoľnia značné množstvo energie. Práve takéto reakcie poháňajú Slnko.

To je teória, máme aj dôkazy? Počas jadrovej fúzie vznikajú aj neutrína, malé častice, ktoré je prakticky nemožné zachytiť, cez väčšinu hmoty prejdú ako taký duchovia. Kým prečítate túto vetu, preletí cez vás biliarda neutrín; za celý život sa vo vás zachytí len jedno. Neutrína sú extrémni introverti.

V Slnku vznikajú v obrovskom množstve, väčšina z nich preletí Zem úplne bez povšimnutia. Aby sme ich zachytili aspoň pár, treba im do cesty postaviť veľa materiálu. A tým myslím naozaj VEĽA. Ideálne ešte takého, ktorý je priesvitný, aby sme mohli pozorovať záblesky, ktoré zachytené neutrína vytvoria. Takýto materiál však nie je ťažké nájsť, dobre totiž funguje voda (tekutá alebo ľad). Po svete je tak niekoľko neutrínových detektorov, vďaka ktorým naozaj vieme, že Slnko poháňa termonukleárna fúzia ľahkých prvkov – zachytávame neutrína, ktoré z neho prichádzajú.

Takto, mimochodom, fungujú aj ostatné hviezdy. Na začiatku obsahoval vesmír prevažne len vodík a hélium. Hviezdy však fúziou z týchto ľahkých prvkov tvoria ťažšie, ako napríklad kyslík či dusík. To však nie je všetko. Pri ich explóziách sa tvoria ešte ťažšie prvky ako sodík či horčík – vo výsledku vzniká mix, ktorý umožnil vznik komplexného života (asi nielen) na Zemi.

Naozaj sa nepreháňa, keď sa povie, že sme hviezdy prach!

[Samuel]

PS: Najťažšie prvky potrebovali svoj vznik výbuch supernovy alebo zrážky neutrónových hviezd. Uvažuje sa, že vznik našej slnečnej sústavy naštartovala neďaleká supernova, preto tu máme dostatok ťažkých prvkov ako napríklad zlato.

PS2: Jadrová fúzia je skvelé zdroj energie, vyžaduje však obrovskú teplotu a tlak. Momentálne sa pracuje na výrobe fúznych reaktorov, ale je to fuška.

PS3: Slnko generuje toľko energie hlavne kvôli svojej veľkosti. Produkcia energie na meter kubický už nie je taká úchvatná. Podľa odhadov v jeho jadre vzniká asi 276 wattov na meter kubický, podobné energetické hodnoty dosahuje napríklad aj záhradný kompost.