U fizičkoj astronomiji, fotosfera se definira kao donji sloj atmosfere zvijezde, uključujući i našu Sunčevu zvijezdu. To je sloj iz kojeg dolazi većina svjetlosti koju vidimo kada gledamo Sunce. No, unatoč tome, fotosfera nije najtoplije mjesto u Sunčevom sustavu, niti je izvor najveće količine svjetlosti. U ovom članku istražit ćemo zašto fotosfera ima manje svjetlosti i topline, a također ćemo objasniti njezinu ulogu u kontekstu cijelog Sunčevog sustava.
Fotosfera se nalazi iznad konvektivnog sloja zvijezde, gdje se toplina prenosi kroz konvekciju. Temperatura fotosfere je otprilike 5.500 °C, što je znatno manje od temperature u središtu Sunca, koja doseže nevjerojatnih 15 milijuna °C. Ova razlika u temperaturi nastaje zbog načina na koji energija putuje kroz Sunčevu atmosferu. Dok u središtu Sunca nuklearne reakcije stvaraju ogromne količine energije, ta energija se postupno prenosi prema van, gubeći dio svoje topline na svakom sloju kroz koji prolazi.
Svjetlost koju vidimo dolazi iz fotosfere, ali svjetlost nije jednako distribuirana. U stvari, fotosfera zrači manje svjetlosti nego što bi se moglo očekivati s obzirom na njezinu temperaturu. Ova pojava može se objasniti zakonima crnog tijela i specifičnom prirodom Sunčeve emisije. Sunce ne zrači samo u vidljivom spektru, već i u infracrvenom i ultraljubičastom spektru, a to smanjuje percepciju svjetlosti koja dolazi iz fotosfere.
Kada se svjetlost emitira iz fotosfere, dolazi do fenomena poznatog kao ‘spektar apsorpcije’. Ova pojava nastaje kada atomi i molekuli u fotosferi apsorbiraju određene valne duljine svjetlosti, stvarajući tamne linije u spektru. Ove tamne linije su rezultat interakcije između svjetlosti i tvari u fotosferi, što dodatno smanjuje količinu svjetlosti koja dopire do Zemlje.
Osim što fotosfera ima manje svjetlosti, također zrači i manje topline nego što bi se moglo očekivati. Kao što je ranije spomenuto, temperatura fotosfere je relativno niska u usporedbi s ostalim dijelovima Sunca. Konvektivni slojevi ispod fotosfere, koji su mnogo topliji, zapravo doprinose stvaranju sunčevih pjega i solarnih erupcija. Ove pojave mogu uzrokovati povećanje sunčeve aktivnosti, što će onda imati utjecaj na fotosferu i okolne slojeve.
Osim toga, atmosferu Sunca čine i drugi slojevi, uključujući kromosferu i koronu. Kromosfera, koja se nalazi iznad fotosfere, može imati temperature koje prelaze 20.000 °C, dok korona, koja se prostire daleko u svemir, doseže temperature do nekoliko milijuna °C. Ova neobična struktura temperature u Sunčevoj atmosferi stvara kontrast koji može biti zbunjujući za laike. Kako se penjete kroz slojeve, temperatura raste unatoč gubitku topline u fotosferi.
U konačnici, razumijevanje fotosfere i njezine uloge u širem kontekstu Sunčevog sustava ključno je za naše znanje o zvijezdama i njihovim interakcijama s planetima. Ova složena dinamika svjetlosti i topline pomaže nam da bolje shvatimo kako Sunce utječe na Zemlju i njezinu atmosferu, uključujući i klimatske promjene koje su posljedica solarne aktivnosti. Naša sposobnost da promatramo i analiziramo fotosferu, kao i druge slojeve Sunčeve atmosfere, omogućuje nam da stvorimo preciznije modele i predikcije o ponašanju naše zvijezde i njezinom utjecaju na život na Zemlji.
