Sunce, središnja zvijezda našeg planetarnog sustava. Za život na Zemlji ima presudnu važnost, jer živim bićima pruža svjetlost, toplinu i energiju bez koje nebi bilo najvažnijeg procesa – procesa fotosinteze. No, ono neće vječno trajati!
Sunce je zvijezda. Kao i svaka zvijezda rađa se, formira i prolazi kroz burnu “mladost”, pretvarjući vodik u helij termonuklearnim reakcijama i na posljetku umire.
Uz pretpostavku da su se Zemlja i drugi planeti formirali u otprilike isto vrijeme kada i Sunce, na temelju spoznaja o starosti Zemlje (o starosti stijena) možemo reći da je Sunce staro 4.5 – 5 milijardi godina. No nije se tako mislilo oduvijek. Prije su astronomi bili uvjereni da je izvor energije sporo, ali nepokolebljivo sažimanje Sunca pod silom gravitacije. Ali ta bi vrsta izvora održala Sunce živim samo 20 milijuna godina što je u neslaganju s pretpostavkom da je Sunce staro 4,5 milijardi godina.
Tek u godinama nakon Prvog svjetskog rata Britanski astronom Arthur Eddington je objavio svoje tri ideje o novom izvoru energije za Sunce. Prvo, astronomi su znali da Sunce mora biti jako vruće i gusto ako želi poduprijeti vlastitu težinu. Na visokim temperaturama plin napreže visok tlak, a to drži vanjske slojeve Sunca. Zatim su fizičari uspoređivanjem težine četiri atoma vodika s jednim atomom helija došli do zaključka da su četiri atoma vodika i jedan atom helija sastavljeni od istog broja subatomskih čestica. Međutim, helij ima manju težinu. I naposljetku, Einsteinova teorija relativnosti pokazala je da se materija može pretvoriti u energiju (E = mc2).
Iz ove tri postavke Eddington je zaključio da je izvor energije proces fuzije vodika u helij, proces koji je nepoznat na Zemlji. To se događa u središtu Sunca. Svake sekunde u nuklearnim reakcijama sudjeluje 3.8 x 1038 protona, tj. vodikovih jezgri. Energija koja se oslobodi biva izbačena sa sunčeve površine u obliku elektromagnetskog zračenja i neutrina i manjim dijelom kao kinetička energija čestica sunčevog vjetra.
Sunce nema čvrstu površinu, a u središtu se nalazi jezgra. Jezgra je područje visoke temperature, oko 15.6 milijuna Kelvina i tlaka oko 1016 Paskala. Upravo u takvim uvjetima odvija se fuzija vodika u helij. Kao što smo prije ustanovili, spajanjem 4 protona (jezgri atoma vodika) nastaje jedna jezgra atoma helija (2 protona i 2 neutrona).
Prividnu površinu Sunca nazivamo fotosfera. Ovdje se temperatura ne mjeri u milijunima Kelvina, već je puno manja, a iznosi 6000 Kelvina. (°C = K – 273,15, a kod ovako visokih temperatura sasvim je svejedno hoće li biti izražene u kelvinima ili stupnjevima celzijusa). Vrući plin izvire iz unutrašnjosti na površinu, u obliku granula, koje su promjera oko 1000 kilometara, u stalnom pokretu. Iznad fotosfere do visine 10 000 kilometara proteže se kromosfera, ili niži sloj sunčeve atmosfere. Kromosfera se primjećuje sa Zemlje samo za vrijeme potpune pomrčine Sunca. U kromosferi se događaju izboji plina stvarajući efekte koje nazivamo prominencije i baklje. Prominencije i baklje su vezane uz proboj ioniziranog plina. U višim slojevima atmosfere, koroni, temperatura raste i do 1 000 000 K. Ovaj porast temperature (prisjetimo se da je na površini 6000 K) još nije do kraja objašnjen, ali se pretpostavlja da ga uzrokuju struje koje zagrijavaju plin.
Sunčev ciklus traje u periodu prosječne duljine 11 godina i to predstavlja aktivnost Sunca. Te promjene obuhvaćaju količinu izbačene energije, brojnost i raspored pjega, brojnost sunčevih baklji i oblik i veličina korone. Vremenski period najveće aktivnosti naziva se sunčev maksimum. Trenutno se nalazimo u vremenu sunčevog minimuma.
Promatrajući skupove zvijezda koji su stari otprilike kao naše Sunce, naprimjer onog po imenu Messier 67, astronomi su izračunali koliko dugo će zvijezde živjeti. Na temelju tih spoznaja naše Sunce bi trebalo nastaviti termonuklearne procese slijedećih 5 milijardi godina. Naše Sunce nalazi se točno na pola puta svog života. No kada i to vrijeme prođe, Sunce će još imati rezervi vodika u vanjskim slojevima koji okružuju jezgru. Jezgra će zagrijati ovu ljusku vodika. Kada se ljuska dovoljno zagrije da započne fuziju vodika u helij, oslobođenje energije će se odvijati tamo. Tada izvor energije više neće biti gusta jezgra, nego ljuska, a to će promijeniti strukturu Sunca. Sunce će se tako napuhati i promjer će mu se povećati 30 puta. Postat će crveni div. Temperatura će mu iznositi oko 5000 Kelvina i ta faza će trajati oko 2 milijuna godina.
Upravo iz razloga što će Sunce trajati još 5 milijardi godina, trebalo bi se okrenuti alternativnim izvorima energije i crpiti energiju sa Sunca jer prema nekim procjenama Sunce na zemlju šalje 2000 puta više energije nego što je potrebno na cijelom planetu.
