A mag

A Nap középpontjában a sűrűség eléri a 1,5·105 kg/m3, a hőmérséklet pedig a 15·106 kelvin értéket. A rendkívül magas hőmérséklet és nagy sűrűség hatására termonukleáris reakció (atommagfúzió) jön létre, melynek során minden négy hidrogénatom egyesüléséből egy héliumatom keletkezik, miközben energia szabadul fel. Másodpercenként átlagosan 8,9·1037 hidrogénatom (5 millió tonna hidrogén) egyesül, ami 383·1024 watt energia keletkezésével jár.

Ebből a magban keletkezett, majd a világűrbe energiasugárzás a Föld térségében 1,37 kW/m2, amelynek egy részét a légkör elnyeli ugyan, de a földfelszínen még így is egy kW napenergia esik minden merőlegesen megvilágított négyzetméterre.

A magban zajló láncreakció intenzitásának állandóságát önszabályozó mechanizmusok segítik; a reakció továbbterjedése az egyesülő atommagok nagyobb aránya miatt a mag felhevüléséhez, és a megnagyobbodásához vezetne, de a felsőbb rétegekben található nagy mennyiségű semleges anyag beáramlása csökkenti a fúzionáló atomok arányát, lecsillapítva ezzel a reakciót, ami idővel visszaáll a normális szintre.

A mag a sugár 0,2-én belül eső területeket jelenti, és ez a Nap egyetlen olyan része, amelyet közvetlenül a magfúzió fűt, a többi réteg az innen kiáramló energiának köszönheti hőmérsékletét. A magban keletkezett összes sugárzás áthalad a felette levő rétegeken, mielőtt elérné a fotoszférát és kijutna a világűrbe.

A nagy energiájú fotonok (gamma- és röntgensugárzás) számára hosszú időt vesz igénybe ez az út; a mag anyaga elnyeli és – alacsonyabb energiával – újra kisugározza őket. A fotonok utazási idejére vonatkozóan a számítások igen eltérő eredményeket adnak; 17 ezer – 50 millió év között. Miután sikerül a magból kijutniuk és a konvekciós rétegen is áthaladtak, a fotonok látható fény formájában távoznak; minden egyes gamma részecske több millió látható fény fotonra bomlik a Napból történő kilépése előtt.

A neutrínók szintén a magfúzió során keletkeznek, de ritkán lépnek kapcsolatba a környező anyaggal, ezért szinte azonnal távoznak a Napból. Az évekig tartó mérések során viszont elméletileg várható neutrínómennyiség harmadát sikerült csak kimutatni (A napneutrínók rejtélye).