Фотосфера — это внешняя оболочка звезды, из которой излучается свет . Он распространяется на поверхность звезды до тех пор, пока плазма не станет непрозрачной, что эквивалентно оптической толщине примерно 2 ⁄ 3 [1] или, что эквивалентно, глубине , из которой 50% света уйдет, не рассеиваясь.
Фотосфера — это самая глубокая область светящегося объекта, обычно звезды, прозрачная для фотонов определенных длин волн .
Термин «фотосфера» происходит от древнегреческих корней φῶς, φωτός/ phos , photos , означающих «свет», и σφαῖρα/ shaira , означающих «сфера», имея в виду, что это сферическая поверхность, которая, как считается, излучает свет. [ нужна цитата ]
Поверхность звезды определяется как имеющая температуру, определяемую эффективной температурой в законе Стефана-Больцмана . Звезды, за исключением нейтронных звезд , не имеют твердой или жидкой поверхности. [примечание 1] Поэтому фотосфера обычно используется для описания визуальной поверхности Солнца или другой звезды .
Солнце состоит в основном из химических элементов водорода и гелия ; на их долю приходится соответственно 74,9% и 23,8% массы Солнца в фотосфере. Все более тяжелые элементы, называемые в астрономии металлами , составляют менее 2% массы, при этом кислород (примерно 1% массы Солнца), углерод (0,3%), неон (0,2%) и железо (0,2%) составляют самый обильный.
Фотосфера Солнца имеет температуру от 4400 до 6600 К (4130 и 6330 °C) ( с эффективной температурой 5772 К (5499 °C)) [6] [7] и плотность около 3 × 10−4 кг / м 3 ; [8] увеличивается с глубиной к Солнцу. [5] У других звезд могут быть более горячие или более холодные фотосферы. Фотосфера Солнца имеет толщину 100–400 километров . [9] [10] [11]
В фотосфере Солнца наиболее распространенным явлением являются гранулы — конвекционные ячейки плазмы диаметром примерно 1000 км (620 миль) каждая с горячей восходящей плазмой в центре и более холодной плазмой, падающей в пространствах между ними, движущейся со скоростью 7 км/ч. с (4,3 мили/с). Срок службы каждой гранулы составляет всего около двадцати минут, что приводит к постоянному изменению режима «кипения». К типичным гранулам относятся супергранулы диаметром до 30 000 км (19 000 миль) с продолжительностью жизни до 24 часов и скоростью потока около 500 м / с (1600 футов / с), несущими пучки магнитного поля к краям ячеек. Другие магнитно-родственные явления в фотосфере Солнца включают солнечные пятна и солнечные факелы, рассеянные между гранулами. [12] Эти особенности слишком мелкие, чтобы их можно было непосредственно наблюдать на других звездах; однако солнечные пятна наблюдались косвенно, и в этом случае их называют звездными пятнами .