거대한 원자로로 타는 태양은 핵융합과정을 거쳐 열에너지를 발산하는데

태양은 나무가 불을 타듯 타는 것이 아니라 거대한 원자로처럼 활동한다. 태양에서 나오는 에너지는 2개의 작은 원자핵이 결합해서 하나의 더 큰 핵이 되는 핵융합 과정에 의해 생성된다. 태양은 수소 원자를 헬륨 원자로 융합하면서 에너지를 만들어낸다. 또한 헬륨을 베릴륨으로 융합하고 베릴륨을 리튬으로 융합한다

 

거대한 질량과 중력 때문에 태양의 핵은 압력과 온도가 매우 높은 환경이다. 사실 그런 환경이기 때문에 핵융합이 가능한 것이다. 정상적인 환경에서는 수소 원자핵의 양성자가 모두 양의 전하를 띠기 때문에 서로 밀쳐낸다. 그러나 태양의 중심처럼 압력이 높은 곳에서는 그 압력이 전자기력을 이겨내고 양성자들을 결합시킨다. 두 수소 원자가 헬륨으로 융합할 때 수소 원자의 질량 중 극히 일부가 많은 양의 에너지로 전환된다.

 

에너지를 전환할 때 아인슈타인의 유명한 방정식 E = mc2를 따른다. 방출되는 에너지양은 소실되는 질량에 빛의 속도 제곱을 곱한 값과 같다. 핵융합은 작은 양의 원료로 환상적인 양의 에너지를 생성하기 때문에 과학자들은 수십년 동안 지구에서 통제 가능한 핵융합 반응을 만들어 내기 위해 노력하고 있다. 그러나 저온핵융합은 현실화되려면 멀었고 아직은 공상과학에 가깝다

 

지난 45억년 동안 태양은 수소 비축량의 대력 절반을 소모했다. 수소가 바닥나면 태양의 핵은 중력에 의해 수축할 것이고 바깥층은 가열되면서 팽창할 것이다. 그렇게 적색거성으로 바뀌면 태양은 지구를 집어삼켜 사라지게 할 것이다. 한편 태양은 1초에 대략 6억톤의 수소를 헬륨으로 바꾸고 있다. 핵융합 과정으로 태양은 대략 400만톤의 질량을 소실하며, 모두 에너지로 전환된다 또한 태양에너지는 광자형태로 지구에 도달하는데 태양의 핵에서 출발한 광자는 도중에 많은 기체 분자와 상호작용 하면서 태양의 표면까지 올라오는데 그 여정은 대략 10만-20만년이 걸린다. 광자가 태양 표면에서 지구까지 도달하는데는 약 8분이 걸린다