CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA MẶT TRỜI
Mặt Trời của chúng ta là một quả cầu khí lớn sáng chói, mà bên trong diễn ra những quá trình phức tạp và do vậy năng lượng không ngừng được phát ra. Có thể chia thể tích Mặt Trời thành một số vùng, vật chất trong những vùng đó khác nhau về các tinh chất và năng lượng lan truyền cũng theo những cơ chế vật lý khác nhau. Chúng ta hãy cùng làm quen với những vùng đó, bắt đầu từ trung tâm Mặt Trời.
Nhiệt độ trên bề mặt và bên trong Mặt Trời
Tại phần trung tâm của Mặt Trời có một nguồn năng lượng, hoặc dùng ngôn ngữ hình ảnh, đó là một cái "lò" luôn đốt nóng Mặt Trời không để cho nó nguội lạnh. Vùng này gọi là lõi (nhân). Dưới sức nặng của những lớp bên ngoài, vật chất bên trong Mặt Trời bị ép lại, do vậy càng vào sâu, tỷ khối càng lớn. Tỷ khối (mật độ) của vật chất tăng dần lên khi vào tâm cùng với sự gia tăng của áp suất và nhiệt độ. Ở lõi, nơi nhiệt độ đạt tới 15 triệu kenvin, diễn ra quá trình giải phóng năng lượng.
Năng lượng này thoát ra do sự hợp nhất những nguyên tử của những nguyên tố hoá học nhẹ thành những nguyên tử của các nguyên tố nặng hơn. Ở sâu trong lòng Mặt Trời, bốn nguyên tử hyđrô tạo thành một nguyên tử hêli. Con người đã biết cách giải phóng được loại năng lượng khủng khiếp này khi cho nổ bom khinh khí. Hy vọng rằng trong tương lai không xa con người có thể sử dụng được loại năng lượng này với mục đích hoà bình.
Lõi có bán kính không quá 1/4 bán kính Mặt Trời. Ấy thế nhưng trong thể tích của lõi tập trung một nửa khối lượng của Mặt Trời và hầu như toàn bộ năng lượng thoát ra từ đây để duy trì cho sự phát sáng của Mặt Trời.
Nhưng năng lượng của lõi nóng phải có cách thoát được ra ngoài, tới bề mặt Mặt Trời. Có những phương pháp truyền năng lượng khác nhau phụ thuộc vào những điều kiện vật lý của môi trường, đó là: sự chuyển dời bức xạ sự đối lưu và sự dẫn nhiệt. Sự dẫn nhiệt không đóng vai trò lớn trong những quá trình năng lượng trên Mặt Trời và các sao, trong khi sự chuyển dời bức xạ và đối lưu lại rất quan trọng. Cùng một lúc xung quanh lõi bắt đầu một vùng truyền bức xạ năng lượng là nơi năng lượng lan truyền thông qua sự hấp thụ và bức xạ bởi vật chất thành những suất ánh sáng - gọi là lượng tử
Tỷ khối, nhiệt độ và áp suất càng giảm khi càng xa lõi, và dòng năng lượng cũng diễn ra theo lượng này. Quá trình này nói chung vô cùng chậm. Để các lượng tử đi được từ trung tâm Mặt Trời tới quang cầu phải cần nhiều nghìn năm: bởi vì trong khi tái bức xạ, các lượng tử luôn đổi hướng, hầu như vừa chuyển động cả về phía sau lẫn phía trước với mức độ gần như nhau. Nhưng đến cuối cùng, khi ra tới ngoài, các lượng tử sẽ hoàn toàn là những lượng tử khác hẳn. Vậy điều gì đã xảy ra với chúng?
Ở tâm Mặt Trời sinh ra các lượng tử gamma. Chúng có năng lượng gấp hàng nghìn lần năng lượng của các lượng tử ánh sáng nhìn thấy được, nhưng có bước sóng rất nhỏ. Trên đường đi, các lượng tử đã chịu những biến hoá khôn lường. Một lượng tử thoạt đầu bị một nguyên tử nào đó hấp thụ nhưng ngay lập tức lại bị tái bức xạ, khi đó thông thường không phải xuất hiện chính lượng tử trước đó mà tới hai hoặc dăm ba lượng tử. Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng chung của các lượng tử vẫn giữ nguyên bởi thế năng lượng của từng lượng tử bị giảm. Như thế, xuất hiện những lượng tử có năng lượng nhỏ dần nhỏ dần. Các lượng tử gamma mạnh như thể bị "vỡ vụn" ra thành những lượng tử ít năng lượng hơn: ban đầu là các lượng tử tia X (tia Rơnghen) sau đó là tia tử ngoại và cuối cùng tà các tia nhìn thấy được và tía hồng ngoại. Kết quả là Mặt Trời bức xạ. nhiều năng lượng nhất bằng ánh sáng nhìn thấy được và do vậy không phải ngẫu nhiên mà mắt ta lại nhạy với ánh sáng nhìn thấy được.
Như đã nói, một lượng tử đòi hỏi bởi rất nhiều thời gian đề có thể lọt ra ngoài được qua vật chất đặc (tỉ trọng cao) trong Mặt Trời. Vậy thì, giả sử "chiếc lò" bên trong Mặt Trời bỗng nhiên vụt tắt tất phải qua hàng triệu năm sau chúng ta mới có thể nhận biết được điều này.
Trên đường đi qua những lớp bên trong Mặt Trời, luồng năng lượng gặp một vùng tối đó độ không trong suốt của khí tăng mạnh. Đó là vùng đối lưu của Mặt Trời. Tại đây năng lượng được truyền không phải theo cách bức xạ mà là đối lưu.
Đối lưu là gì? Khi một chất lỏng sôi, nó bị xáo trộn. Chất khí cũng như vậy. Vào những ngày nóng bức, khi mặt đất nóng lên dưới ánh nắng Mặt Trời, trên nền của những vật thể ở xa có thể thấy rõ những luồng không khí nóng bốc lên. Ta cũng có thể dễ dàng quan sát được chúng cả ở bên trên ngọn lửa đèn xì cũng như bên trên lò sưởi bị nung nóng. Hiệu ứng này cũng diễn ra ở vùng đối lưu trên Mặt Trời. Những luồng lớn khí nóng bốc lên trên truyền nhiệt cho môi trường xung quanh, còn khí bị nguội đi sẽ hạ xuống dưới. Vật chất trên Mặt Trời sôi lên xáo trộn ví ở như cháo quánh trên bếp lửa.
Vùng đối lưu bắt đầu ở khoảng cách xấp xỉ 0,7 bán kính tính từ tâm Mặt Trời và lan trải gần như tới tận bề mặt nhìn thấy được (quang cầu) là nơi sự chuyển dời năng lượng lại theo cách bức xạ. Tuy nhiên, do quán tính, vẫn lọt tới đây những luồng nóng xuất phát từ những lớp đối lưu ở sâu hơn bên trong. Cảnh tượng tạo hạt trên bề mặt Mặt Trời quen thuộc đối với những nhà quan sát Mặt Trời, chính là sự thể hiện nhìn thấy được của hiện tượng đối lưu.
