Fotosfera

Definição

Fotosfera é a superfície visível e intensamente luminosa de uma estrela e, principalmente, do sol, sendo uma camada superficial de gases fortemente ionizados.

O que é a Fotosfera?

A fotosfera é a camada visível de uma estrela, mais frequentemente levantada em discussões sobre o Sol.

Embora o Sol pareça ter uma camada externa sólida, assim como a Terra, na verdade ele é composto de gases imensamente quentes e não possui superfície sólida.

A fotosfera marca o limite onde a luz pode penetrar nos gases, tornando-a menos opaca e, portanto, visível.

O que uma pessoa vê quando olha para o Sol é a fotosfera.

A densidade da camada atmosférica não é consistente em todos os lugares o tempo todo, mas tende a ter cerca de 400-500 km de espessura.

A temperatura varia entre 5.000 e 6.000 graus Kelvin. É a camada mais baixa da atmosfera do Sol, situada abaixo da cromosfera muito mais espessa e da enorme coroa.

Abaixo da fotosfera, encontram-se as zonas de convecção e radiação do Sol e, embaixo, o poderoso núcleo.

Ao olhar para a fotosfera de longe, pode parecer um simples disco amarelo ou laranja com algumas manchas escuras, conhecidas como manchas solares.

No entanto, de perto, a fotosfera tem uma aparência texturizada, geralmente denominada granulada.

Embora não seja necessariamente bonita de se olhar, a textura borbulhante da fotosfera é evidência de exatamente como o sol funciona: as bolhas e os botões são sinais do processo de convecção.

A convecção ao sol funciona essencialmente da mesma maneira que uma panela fervente de água; os fótons aquecidos sobem à superfície enquanto os mais frios afundam, exceto que em vez de uma superfície borbulhante em uma panela de água fervente, a convecção do sol produz a granulação na fotosfera.

Manchas solares, as manchas escuras frequentemente vistas nas fotos do sol, são manchas da atmosfera onde é visivelmente mais frio, às vezes em mais de 1.000 Kelvin.

Manchas solares não são características constantes e tendem a subir e cair dentro de algumas semanas. Apesar de suas temperaturas relativamente baixas, esses pontos mostraram ser forças magnéticas excepcionalmente fortes.

Embora pareçam minúsculos, as manchas solares na fotosfera costumam ter dezenas de milhares de quilômetros de diâmetro.

Curiosamente, observar a fotosfera levou à descoberta de um dos elementos mais abundantes do universo: o hélio.

Embora o crédito seja dado de várias maneiras ao cientista inglês Norman Lockyer e ao astrônomo francês Pierre Jansen, ambos observaram linhas espectrais amarelas peculiares ao redor do sol que não podiam ser replicadas com elementos conhecidos. A confirmação do hélio na Terra não ocorreu até mais de vinte anos depois, tornando-o o único elemento descoberto extra-terrestre antes de ser identificado na Terra.

Fotosfera – Superfície

Fotosfera, superfície visível do Sol, da qual é emitida a maior parte da luz do Sol que atinge a Terra diretamente.

Como o Sol está tão distante, a borda da fotosfera parece nítida a olho nu, mas, na realidade, o Sol não tem superfície, pois é muito quente para que a matéria exista em qualquer coisa, exceto no estado de plasma – isto é, como um gás composto por átomos ionizados.

Os cientistas consideram a “superfície” do Sol como a região acima da qual a maioria dos fótons (os portadores quânticos de energia da luz) escapam.

A fotosfera é, portanto, uma camada com cerca de 400 km de espessura.

As temperaturas nessa camada variam de 4.100 °C na parte superior a 9.700 °C na parte inferior. Fótons gerados mais profundamente que isso não podem sair sem absorção e reemissão.

A densidade do gás ionizado é de cerca de 1/1.000 da do ar na superfície da Terra, mas é muito mais opaca, devido à forte absorção de luz pelos íons hidrogênio.

Fotosfera – Sol

O Sol é composto de camadas de material, como uma bola de beisebol ou elástico.

A fotosfera é a camada mais baixa da atmosfera solar.

É essencialmente a “superfície” solar que vemos quando olhamos para o Sol com luz “branca” (isto é, regular ou visível).

Quando observamos manchas solares e faculae (pequenas características brilhantes como nuvens), estamos observando-as na fotosfera.

Como o Sol, nosso planeta, a Terra, também é composto de camadas. O material mais espesso ou mais denso da Terra está no meio do nosso planeta – o núcleo.

O mais fino fica no topo da nossa atmosfera – ao lado do espaço sideral. O mesmo se aplica ao sol.

Mas, as camadas no Sol e na Terra são muito diferentes:

Terra: núcleo, manto, crosta, troposfera, estratosfera, ionosfera

Sol: núcleo, zona radiativa, zona de convecção, fotosfera, cromosfera, coroa

A fotosfera do Sol é como a crosta da Terra em alguns aspectos. Tanto a fotosfera como a crosta têm muitos quilômetros de espessura. O topo da crosta é a superfície da Terra. Se pudéssemos ficar na Lua e olhar para a Terra, veríamos sua superfície – sua crosta. Se olharmos para o Sol, vemos a fotosfera. (NÃO OLHE DIRETAMENTE PARA O SOL! Nossas fotos do Sol são tiradas através de um telescópio com um filtro especial.)

Caminhamos pela superfície da Terra. Não é assim para o sol. A fotosfera não é sólida. Você cairia completamente! … e o sol está muito quente (cerca de 5.000 graus centígrados).

A maioria das estrelas tem fotosferas. Portanto, a imagem da fotosfera solar é como algo que você veria se pudesse voar sobre quase qualquer estrela e olhar para ela.

Resumo

A fotosfera é normalmente considerada como a superfície do nosso Sol.

Enquanto a cromosfera reside acima da fotosfera e, por sua vez, a corona envolve a cromosfera, a densidade da cromosfera e da corona é tão baixa que é transparente.

A fotosfera é efetivamente a zona radial na qual a densidade dos átomos de hidrogênio ionizados se torna baixa o suficiente para que os fótons possam escapar sem impedimentos.

É apenas algumas centenas de quilômetros de espessura.

A temperatura típica da fotosfera é de cerca de 6000 °C, embora regiões relativamente frias (4000 °C) conhecidas como manchas solares não sejam incomuns.

Manchas solares surgem quando fortes campos magnéticos inibem o aumento do plasma quente através da zona de convecção subjacente. Quando essas linhas de campo magnético quebram efetivamente, o material previamente restringido pode se soltar em alta velocidade na forma de explosões solares.

Sol