Źródłem promieniowania ciał niebieskich, a zatem także i Słońca, są reakcje jądrowe, gdzie jądra pierwiastków chemicznych cięższych konstruowane są z jąder pierwiastków lżejszych. Przy tego typu reakcjach wyzwolona zostaje energia wiązania wszystkich składników jąder atomowych, która przechodzi w energię wiązania konkretnych składników z osobna jąder atomowych a następnie przechodzi w energię promieniowania. Protony oraz neutrony w jądrach atomowych powiązane są siłami jądrowymi, które są ogromne. Jeśli do jądra atomowego dołączy się jakaś inna cząsteczka, np. proton czy neutron, utworzy się wówczas nowe jądro atomowe. Szczególnie ważnymi reakcjami są te, w których w jądro uderzają protony. By były one w stanie pokonać odpychanie elektrostatyczne powinny posiadać ogromne prędkości, czyli reakcje takie pojawiać się mogą jedynie w ogromnych temperaturach. W związku nazywa się je reakcjami termojądrowymi. Proton jak przenika do jądra atomowego zostaje związany z wszystkimi składnikami jądra, protonami oraz neutronami, siłami jądrowymi. Nadmiar energii, jaki powstaje przy tego typu reakcjach, bardzo często jest wysyłany w formie kwantu promieni gamma, albo uniesiony przez wyrzuconą z jądra cząsteczkę elementarną (proton, neutron, elektron, albo pozyton). Pewna ilość energii jest unoszona przez cząsteczki neutrino, których masy są prawdopodobnie zerowe, tak jest przynajmniej przyjęte.

Przy wyzwalaniu energii w czasie reakcji tego typu da się potwierdzić słuszność prawa Einsteina, które wyraża się następującym wzorem:

E = m0c2,

gdzie m0 jest to masa spoczynkowa cząsteczki, c - jest to prędkość światła, natomiast E - jest to całkowita energia cząsteczki o masie m0. W momencie tworzenia się jąder atomowych z cząsteczek elementarnych , w przypadku którego nieodzowne jest wysyłanie energii, masa nowo tworzonego jądra musi być mniejsza niż suma mas wszystkich jego elementów z osobna. Taka sytuacja ma miejsce jeżeli chodzi o jądro helu.

Już w roku 1915 Harkins powiedział głośno o swoich przypuszczeniach, iż w środku ciała niebieskiego wbudowany jest hel z wodoru, taką samą ewentualność zakładał Eddington w roku 1920. Dopiero niestety w 1940 roku poznano reakcje termojądrowe, które są w stanie prowadzić do syntezy helu z wodoru oraz tym samym są w stanie być źródłem energii promieniowania ciał niebieskich.

Znane są 2 typy reakcji termojądrowych, gdzie z 4 jąder atomowych wodoru tworzy się jądro helu. Pierwszy typ nazywa się protonowo-protonowy (cykl p-p), zachodzić on może tylko w niskich temperaturach. Jest to główne źródło promieniowania Słońca. Cykl ten może zachodzić jedynie w wysokich temperaturach, ale nie większych niż 15-16 milionów stopni.

Jeżeli temperatury będą wyższe może dojść do bardziej złożonego cyklu węglowo-azotowego (cykl C-N), który został wykryty w roku 1939 przez amerykańskiego fizyka Bethe'go.

W cyklu węglowo-azotowym, by zaszedł w pełnej efektowności konieczna jest temperatura 18,5 milionów stopni. W środku ciała niebieskiego, które pochodzi z głównego ciągu pojawiają się przypuszczalnie obydwa te cykle konstrukcji helu z wodoru, cykl p-p oraz cykl C-N.

W momencie, kiedy wodór w środku ciała niebieskiego zostanie wykorzystany do tego stopnia, iż synteza helu z wodoru będzie mało efektywnym źródłem promieniowania ciała niebieskiego, wówczas we wnętrzu ciała niebieskiego utworzy się jądro helowe o temperaturze większej niż sto mln stopni oraz zacznie się konstrukcja cięższych pierwiastków chemicznych z cząsteczek, ale najbardziej możliwa jest reakcja, gdzie z 3 jąder atomowych helu utworzone zostanie jądro atomowe węgla.

Omówimy teraz źródła energii Słońca. Strumień energii jaki płynie z środka Słońca ku jego powierzchni pokrywa straty, jakie Słońce ponosi w związku ze stałym emitowaniem w przestrzeń promieniowania. To promieniowanie jest ogromne, posiada moc rzędu 3,9 * 1033 ergów/s [jednostka mocy, energii oraz ciepła; 1 erg = 10-7J]. By Słońce było w stanie działać cały czas z taką samą mocą koniecznie powinno ono posiadać masę przeszło czterech milionów ton. O tym, że Słońce wysyłam energię zdajemy sobie sprawę już od bardzo dawna, wiemy to z analiz pokładów geologicznych, które świadczą, iż nasza planeta w czasie całego swojego życia uzyskała od Słońca energię w niezmiennej w przybliżeniu ilości. Nasza planeta natomiast żyje już sobie prawie 4,5 miliarda lat, zatem w Słońcu muszą istnieć źródła energii które zapewniają moc promieniowania, która nie ulega większym zmianom i to na dodatek w tak długim przedziale czasu. Już w dziewiętnastym w przestawiane były przeróżne hipotezy co do źródeł energii Słońca. Ogromnym powodzeniem wówczas cieszyła się teoria kontrakcyjna, zatem teoria kurczenia się, którą wypowiedział Helmoltz. W zgodzie z tą teorią Słońce powinno się cały czas kurczyć, natomiast w czasie kurczenia się zmniejsza się jego energia potencjalna która przechodzi powoli w energię cieplną. Pewna ilość tej energii byłaby wykorzystana na wzrost temperatury w środku Słońca, natomiast pozostała ilość pokrywałaby straty jakie ponosi Słońce wskutek promieniowania. Ale kurczenie się Słońca nie jest w stanie dostarczyć energii na tak długie odstępy czasu, jak tego dowodzi wiek naszej planety. Gdybyśmy założyli, iż Słońce posiadało kiedyś rozmiary tak ogromne jak cały układ planetarny oraz skurczyłoby się do rozmiarów takich jak ma aktualnie, wówczas górna granica wieku Słońca wyniosła by jedynie dwadzieścia milionów lat. Gdy nie były jeszcze nikomu znane sposoby określania wieku naszej planety, czas ten wydawał się dostatecznie długi. W momencie jednak gdy poznano wiek naszej planety, taki niewielki okres życia Słońca stał się nie do przyjęcia oraz konieczne było szukanie wydajniejszych źródeł energii.

Dostatecznie dobre w miarę wydajne źródła energii promieniowania słonecznego odnaleziono dopiero w przemianach termojądrowych w środku Słońca. Potrzebna jest jedynie 0,1 masy Słońca, by dzięki reakcjom termojądrowym wyprodukować dostateczną liczbę energii, która byłaby w stanie pokryć straty jakie Słońce ponosi wskutek promieniowania. Synteza helu z wodoru w środku Słońca powoduje, iż helu tam cały czas przybywa, natomiast wodoru ubywa. Z biegiem czasu musi się w Słońcu utworzyć jądro helowe. Słońce, którego wiek obliczono, że wynosi prawie pięć miliardów lat, posiada bardzo niewielki takie jądro. Ale będzie ono rosnąć razem ze spadkiem zawartości wodoru w środku Słońca. Prawdopodobnie we wnętrzu tego ciała niebieskiego już "wypaliło się" prawie 1/4 wodoru. Kiedy wodoru będzie tam jedynie jeden procent, wodorowe reakcje termojądrowe nie będą w stanie utrzymać temperatury oraz ciśnienia, koniecznych do zrównoważenia naporu grawitacyjnego gazów słonecznych, centralne obszary rozpoczną proces kupczenia się, ale temperatura ich będzie rosła powyżej stu milionów stopni. Dojdzie wówczas do nowego etapu rozwoju Słońca. Prawdopodobnie dla Słońca nastąpi to za jakieś pięć miliardów lat, do tego natomiast czasu zmiany w energii emitowania Słońca będą bardzo małe, zatem nasza planeta ma zapewniony przypływ energii ze Słońca w takich wymiarach jak ma teraz, jeszcze przez prawie pięć miliardów lat. Gdy ten czas upłynie ilość energii jaka przychodzi ze Słońca na naszą planetę będzie bardzo szybko rosła.