Was ist die Photosphäre?
Die Photosphäre ist die sichtbare Schicht eines Sterns, die am häufigsten in Diskussionen über die Sonne erwähnt wird. Obwohl die Sonne wie die Erde eine feste äußere Schicht zu haben scheint, besteht sie in Wahrheit aus immens heißen Gasen und hat keine feste Oberfläche. Die Photosphäre markiert die Grenze, an der Licht in die Gase eindringen kann, wodurch sie weniger undurchsichtig und somit sichtbar wird. Was ein Mensch sieht, wenn er auf die Sonne schaut, ist die Photosphäre.
Die Dichte der atmosphärischen Schicht ist nicht an allen Orten zu jeder Zeit gleichbleibend, sondern beträgt tendenziell etwa 400 bis 500 km (248,5 bis 310,6 Meilen). Die Temperatur liegt zwischen 5.000 und 6.000 Grad Kelvin oder etwa 8.540 bis 10.340 Grad Fahrenheit. Es ist die unterste Schicht der Sonnenatmosphäre und befindet sich unter der viel dickeren Chromosphäre und der enormen Korona. Unterhalb der Photosphäre liegen die Konvektions- und Strahlungszonen der Sonne und darunter der mächtige Kern.
Wenn Sie die Photosphäre von weitem betrachten, kann es sich um eine einfache gelbe oder orangefarbene Scheibe mit einigen dunklen Flecken handeln, die als Sonnenflecken bezeichnet werden. Aus der Nähe hat die Photosphäre jedoch ein strukturiertes Erscheinungsbild, das häufig als granuliert bezeichnet wird. Die sprudelnde Textur der Photosphäre ist zwar nicht unbedingt hübsch anzusehen, zeigt jedoch genau, wie die Sonne funktioniert: Die Blasen und Knöpfe sind Zeichen des Konvektionsprozesses. Die Konvektion in der Sonne funktioniert im Wesentlichen genauso wie ein kochender Wassertopf. Erhitzte Photonen steigen an die Oberfläche, während kühlere sinken. Statt einer sprudelnden Oberfläche auf einem Topf mit kochendem Wasser erzeugt die Konvektion der Sonne die Granulation in der Photosphäre.
Sonnenflecken, die dunklen Flecken, die oft in Bildern der Sonne zu sehen sind, sind Flecken der Atmosphäre, in denen es merklich kühler ist, manchmal um mehr als 1.000 Kelvin. Sonnenflecken sind keine konstanten Merkmale und neigen dazu, innerhalb weniger Wochen zu steigen und zu fallen. Trotz ihrer vergleichsweise kühlen Temperaturen haben sich diese Flecken als außergewöhnlich stark magnetisch erwiesen. Obwohl sie oft winzig aussehen, haben Sonnenflecken in der Photosphäre oft einen Durchmesser von zehntausenden Kilometern.
Interessanterweise führte die Beobachtung der Photosphäre zur Entdeckung eines der am häufigsten vorkommenden Elemente im Universum: Helium. Obwohl der englische Wissenschaftler Norman Lockyer und der französische Astronom Pierre Jansen in mehrfacher Hinsicht die Ehre erweisen, beobachteten beide eigenartige gelbe Spektrallinien um die Sonne, die mit bekannten Elementen nicht repliziert werden konnten. Die Bestätigung von Helium auf der Erde erfolgte erst mehr als zwanzig Jahre später. Damit war es das einzige Element, das außerirdisch entdeckt wurde, bevor es auf der Erde identifiziert wurde.