Mặt Trời không cháy theo nghĩa thông thường. Không có một ngọn lửa khổng lồ đang đốt nhiên liệu như trên Trái Đất. Ở trung tâm của nó, một quá trình kỳ lạ hơn nhiều đang diễn ra: phản ứng nhiệt hạch hạt nhân.

Ảnh: superdarn

Lõi Mặt Trời là vùng có bán kính khoảng 138.000 km, với nhiệt độ khoảng 15 triệu độ C và mật độ trung bình khoảng 150 g/cm³, tức lớn hơn nhiều lần mật độ của các kim loại quen thuộc như vàng hay chì. Sức hấp dẫn khổng lồ của toàn bộ Mặt Trời tạo ra áp suất cực lớn, ép vật chất vào trạng thái đặc biệt.

Trong môi trường ấy, các hạt nhân hydro liên tục va chạm. Thông qua chuỗi phản ứng proton–proton, cuối cùng chúng kết hợp để tạo thành hạt nhân heli. Khối lượng của heli nhỏ hơn tổng khối lượng ban đầu của các hạt nhân hydro một chút. Phần khối lượng “thiếu hụt” ấy được chuyển thành năng lượng theo phương trình nổi tiếng E = mc².

Ảnh: Pinterest

Đây chính là nguồn gốc của ánh sáng và nhiệt mà Trái Đất nhận được.

Nhưng có một điều đặc biệt: năng lượng được tạo ra ở lõi không lập tức bay ra ngoài. Các photon năng lượng cao liên tục bị hấp thụ, phát lại và đổi hướng khi xuyên qua vật chất cực kỳ dày đặc của Mặt Trời. Vì vậy, hành trình của năng lượng từ lõi đến những lớp bên ngoài có thể kéo dài hàng trăm nghìn năm. NASA ước tính riêng quá trình khuếch tán qua vùng bức xạ mất khoảng 170.000 năm.

Trong khi đó, một “sản phẩm” khác của phản ứng nhiệt hạch lại có thể thoát ra gần như tức thì: neutrino. Những hạt gần như không tương tác với vật chất này xuyên qua Mặt Trời và bay vào không gian. Nhờ phát hiện neutrino Mặt Trời, các nhà khoa học có thể có bằng chứng trực tiếp về những gì đang xảy ra sâu bên trong ngôi sao mà không cần phải nhìn xuyên qua nó.

Ảnh: space

Điều đáng kinh ngạc hơn nữa là phản ứng nhiệt hạch trong lõi không khiến Mặt Trời phát nổ. Năng lượng tạo ra tạo áp suất hướng ra ngoài, cân bằng với lực hấp dẫn kéo toàn bộ ngôi sao vào trong. Hai lực đối nghịch này duy trì trạng thái cân bằng giúp Mặt Trời ổn định trong hàng tỷ năm.

Vì thế, mỗi tia nắng chiếu xuống Trái Đất thực chất là kết quả cuối cùng của một quá trình bắt đầu sâu ẩn trong lõi một ngôi sao, nơi những hạt nhân hydro nhỏ bé liên tục biến đổi vật chất thành năng lượng.