Unutrasnja struktura

Nuklearnom fuzijom energija nastaje duboko u unutrašnjosti Sunca. Slojevi koji se nalaze iznad jezgra uopšte ne proizvode energiju, odnosno sva energija koju Sunce emituje nastaje u jezgru koje zauzima samo 1,6% ukupne zapremine Sunca. Energija se iz jezgra prenosi ka spoljašnjosti kroz dva sferna sloja koja okružuju jezgro. Unutrašnji sloj naziva se radijaciona zona, a spoljnji konvektivna zona.
Nastala toplota se može prenositi sa jednog mesta na drugo na tri različita načina: zračenjem (radijacijom), provođenjem i konvekcijom. Provođenje toplote je prenos energije između čvrstih tela. Konvekcija je provođenje koje nastaje mešanjem toplih i hladnih molekula neke tečnosti ili gasa. Zračenje je prenošenje energije posredstvom elektromagnetnog zračenja. Za prenošenje energije u Suncu zračajno je zračenje i konvekcija.

U oblastima gde se odvijaju nuklearne reakcije, tj. u jezgru, energija se najvećim delom prenosi zračenjem. Temperatura jezgra je ogromna što dovodi do potpune jonizacije svih atoma koji se u njemu nalaze što omogućava nastalim fotonima γ-zraka da se potpuno neometano kreću. U ovom potpuno jonizovanom gasu apsorpcija fotona je vrlo retka, ali često dolazi do rasejavanja γ-fotona na slobodnim elektronima. Svakim procesom rasejavanja ili retke apsorpcije fotoni gube deo energije i njihova frekvenca se smanjuje kako se penju ka gornjim slojevima. Zbog čestih rasejavanja primarni fotoni dospevaju na površinu Sunca tek nakon vremenskog perioda od oko 10⁶ godina.

Prenos energije zračenjem odvija se i u radijacionoj zoni. Ova zona se prosire na rastojanju od 0,25 do 0,85 poluprečnika Sunca. Udaljavajući se ka površini temperatura u ovoj zoni postepeno opada. Na većim dubinama radijacione zone pad temerature je sporiji ali u njenim višim oblastima temperatura opada vrlo brzo. U blizini gornje granice ove zone temperatura je dovoljno opala da gas prestaje da bude potpuno jonizovan. Idući ka površini Sunca prvo se pojavljuju neutralni atomi helijuma a zatim vodonika (energija prve jonizacije helijuma je 24,59 eV a vodonika 13,6 eV).

Daljim udaljavanjem od jezgra pored neutralnih atoma počinju da se javljaju i negativni joni vodonika. Ovi joni imaju stabilno stanje sa energijom jonizacije od 0,75 eV, i njima odgovara grabična frekvenca jonizacije koja se nalazi duboko u IC oblasti spektra. Ako foton koji imaju frekvencu veću od od granične pogodi ovakav pozitivan jon dolazi do procesa koji se naziva fotojonizacija, odnosno jon biva neutralisan fotonom. Kako se granična frekvenca nalazi u IC oblasti spektra negativni joni vodonika apsorbuju elektromagnetno zračenje od vidljivog do IC dela spektra. Iz tih razloga slojevi u kojima je koncentracija ovakvih jona velika postaju neprozračni. Ova nemogućnost zračenja da se dalje kreće dovodi do pojave velikog negativnog temperaturnog gradijenta, odnosno sa udaljavanjem od jezgra temperatura naglo opada. Nastanak negativnog temperaturnog gradijenta omogućava pojavu konvektivne nestabilnosti i turbulentnih kretanja u površinskim slojevima radijacione zone. U oblasti koja se nalazi između gornje granice radijacione zone i površine Sunca energija više ne može da se prenosi zračenjem nego se prenos odvija konvekcijom. Treba napomenuti da zračenje postoji i u konvektivnoj zoni ali ono nema uticaj na prenos energije.

U konvektivnim slojevima dolazi do kretanja velikih masa supstance. Toplije, lakše, mase podižu se ka površini a hladnije, teže, spuštaju se ka dubljim slojevima. Nastanak ovakvog kretanja materije u konvektivnoj zoni je direktna posledica Arhimedovog zakona. Gas koji se nalazi blizu konvektivne zone se zagreva, njegova zapremina se povećava, a gustina se smanjuje. Sila potiska deluje na gas i potiskuje ga naviše. Kada dospe u gornje slojeve konvektivne zone sa nižim temperaturama i pritiscima gas nastavlja da se širi ali i hladi. Dalje ponašanje gasa zavisi isključivo od brzine promene temperature sredine. Ako se temperatura ne bi menjala dovoljno brzo došlo bi do izjednačavanja temperature gasa i okoline i proces konvekcije bi brzo prestao. Srećom, pri bržim promena bez obzira na hlađenje gas ostaje topliji od okoline što obezbeđuje njegovo dalje podizanje, sve dok ne dospe u površinske slojeve Sunca. Tamo on zračenjem gubi energiju, ohladi se i postaje gušći usled čega počinje da tone u dublje slojeve konvektivne zone.