Co to jest fotosfera?

Fotosfera jest widoczną warstwą gwiazdy, najczęściej poruszaną w dyskusjach na temat Słońca. Chociaż Słońce może wydawać się mieć solidną zewnętrzną warstwę, podobnie jak Ziemia, w rzeczywistości składa się z niezwykle gorących gazów i nie ma stałej powierzchni. Fotosfera wyznacza granicę, w której światło może przenikać przez gazy, dzięki czemu staje się mniej nieprzezroczyste, a tym samym widoczne. To, co widzi człowiek, gdy patrzy na Słońce, to fotosfera.

Gęstość warstwy atmosferycznej nie zawsze jest stała we wszystkich miejscach, ale zwykle ma grubość około 248,5-310,6 mil (400-500 km). Zakres temperatur wynosi od 5000 do 6000 stopni Kelvina, czyli około 8540-10,340 stopni Fahrenheita. Jest to najniższa warstwa atmosfery Słońca, siedząca poniżej znacznie grubszej chromosfery i ogromnej korony. Poniżej fotosfery leżą strefy konwekcji i promieniowania Słońca, a pod nią potężny rdzeń.

Patrząc na fotosferę z daleka, może się ona wydawać zwykłym żółtym lub pomarańczowym dyskiem z kilkoma ciemnymi plamami, znanymi jako plamy słoneczne. Z bliska jednak fotosfera ma teksturowany wygląd, często nazywany granulowanym. Choć niekoniecznie ładnie się na to patrzy, bąbelkowa faktura fotosfery jest dowodem tego, jak dokładnie działa słońce: bąbelki i gałki są oznakami procesu konwekcji. Konwekcja na słońcu działa w zasadzie tak samo, jak działa garnek z wodą; ogrzane fotony wznoszą się na powierzchnię, podczas gdy chłodniejsze opadają, z tym wyjątkiem, że zamiast bąbelkowej powierzchni na garnku z wrzącą wodą konwekcja słońca wytwarza granulację w fotosferze.

Plamy słoneczne, ciemne plamy często widoczne na zdjęciach słońca, są plamami atmosfery, w których jest zauważalnie chłodniejszy, czasem o ponad 1000 kelwinów (1340 F). Plamy słoneczne nie są stałe i zwykle wznoszą się i opadają w ciągu kilku tygodni. Pomimo stosunkowo niskich temperatur, plamy te okazały się wyjątkowo silnymi siłami magnetycznymi. Choć często wyglądają na małe, plamy słoneczne na fotosferze mają często dziesiątki tysięcy mil.

Co ciekawe, obserwowanie fotosfery doprowadziło do odkrycia jednego z najliczniejszych pierwiastków we wszechświecie: helu. Chociaż w różny sposób przypisuje się angielskiemu naukowcowi Normanowi Lockyerowi i francuskiemu astronomowi Pierreowi Jansenowi, obaj zaobserwowali osobliwe żółte linie widmowe wokół Słońca, których nie można odtworzyć ze znanymi pierwiastkami. Potwierdzenie helu na Ziemi nastąpiło dopiero po ponad dwudziestu latach, dzięki czemu jest to jedyny pierwiastek odkryty na Ziemi, zanim został zidentyfikowany na Ziemi.