Come tutte le stelle, il Sole è formato da una sfera di gas, in prevalenza idrogeno, sottoposto nel nucleo centrale a pressione dell’ordine di vari miliardi di atmosfere. Il gas in queste condizioni, assai diverse da quelle riproducibili nei nostri laboratori, ha un comportamento che si può identificare con quello del gas perfetto.

Nel nucleo a causa degli alti valori di temperatura e pressione, non possono esserci composti chimici, gli atomi sono dissociati in nuclei ed elettroni liberi e la materia è quindi composta da nuclei atomici immersi in un gas di elettroni.

La reazione termonucleare che trasforma quattro atomi di idrogeno in uno di elio mediante la reazione protone-protone spiega la continua produzione di energia del Sole. Nel Sole, che è una stella di temperatura relativamente bassa, questo processo risulta più efficiente nella produzione di energia dell’altro, noto come ciclo del carbonio, che si instaura nel nucleo di stelle di massa e temperatura più elevata. La radiazione solare ha quindi origine dalla trasformazione di idrogeno in elio con una perdita di oltre quattro milioni di tonnellate di materia al secondo.

Quello che avviene in questa enorme fornace interna non è certamente osservabile direttamente. Il gas stellare è opaco e la radiazione che riceviamo non proviene direttamente dal nucleo solare; l’energia quivi prodotta viene trasportata verso gli strati superficiali dai meccanismi di radiazione e convezione fino a raggiungere quello strato estremamente sottile che costituisce la fotosfera solare; questa, il cui spessore e inferiore ad un millesimo del raggio solare, e le zone più esterne, denominate cromosfera e corona, sono le regioni da noi osservabili.