Güneşin enerji kaynağı
Güneş yüzeyinden salınan enerjinin 4x1026 watt olduğunu gördük. Bu müthiş enerjinin kaynağı, Güneş’in merkezinde, hidrojen bombasına benzeyen fakat denetim altında işleyen çekirdek tepkimeleridir. Bu tepkimelerde atomlar kaynaşır, daha ağır elementler oluşur.Bu arada açığa çıkan enerji, Güneş’in- yıldızlarda yıldızın- yüzeyinden uzaya salınır.
Güneş merkezinde sıcaklık 15 milyon oK ve basıncı 1 milyar atmosferdir (1 atmosfer = deniz seviyesindeki atmosfer basıncı). Bu merkez bölgeye, bundan böyle özek diyeceğiz. Özekteki “yakıt” hidrojendir. Hidrojen evrende en basit ve en bol olan elementtir.
Olağan koşullarda iki artı yük birbirini iter. Güneş özeğinde yüksek sıcaklık ve basınç koşullarında protonlar birbirine öyle yaklaşabilirler ki güçlü çekirdek kuvveti elektrostatik itme kuvvetini yener ve iki proton birbirine kenetlenir, böylece yeni bir izotop ya da element oluşur. Güneş’in özeğinde meydana gelen proton- proton zinciri adı verilen tepkimelerin özeti :
4H –> He + E
olur. Burada, H hidrojen atomunun çekirdeğini (proton), He helyum atomunun çekirdeğini, E de açığa çıkan enerjiyi göstermektedir. Görüleceği gibi, 4 tane hidrojen atom çekirdeği birleşip bir helyum atomu çekirdeği oluşturmaktadır. Bir helyum çekirdeğinin kütlesi 4 tane hidrojenin kütlesinden 0.029 akb kadar daha azdır, (akb = atom kütle birimi = 12C atomunun kütlesinin 12 de biri = 1.66×10″ 27 kg ). Bu kütle artığı Einstein’in E=mc2 formülüne göre ışık enerjisine dönüşür. Burada c ışık hızı, m ise ışığa dönüşen kütledir. Sayıları yerine koyalım:
E = 0.029 akb x1.66x10-27 kg/akb ı (3x108)2= 4x10-12 joule
4 tane hidrojenden bu kadar enerji elde edildiğine göre Güneş’in yüzeyinden salınan 4×10?6 vvatt’lık enerjiyi karşılamak için saniyede 4.5 milyon ton kütle harcandığını kolayca hesaplayabilirsiniz. Fakat Güneş’in içini ve içindeki atomları görmeden, gök bilimciler ve fizikçilerin, bu enerji kaynağını bulmaları öyle kolay olmadı. Güneş bu tempoda 5 milyar yıl daha özekte hidrojen yakabilir. Bu enerji üretimi 15 milyon kelvinlik özek sıcaklığında başlıyor ve sürdürülüyor. Sıcaklık dışa doğru azaldığından özek dışında enerji üretimi yoktur. Beş milyar yıl sonra Güneşin özekteki yakıtı helyum olacaktır.