Fotosfera

La fotosfera è come lo strato superficiale di una stella ed è la regione da cui si irradia la luce che vediamo. Questo strato esterno, il cui nome in greco antico significa "sfera di luce", è l'area da cui provengono le radiazioni e il calore che percepiamo. È caratterizzata da uno spessore relativamente piccolo e costituisce la superficie visibile dell'astro. Nonostante il termine "superficie" possa suggerire un confine solido o liquido, come la superficie terrestre, le stelle non ne hanno una in senso tradizionale. Piuttosto, la fotosfera è una regione di plasma, un gas supercaldo composto da particelle cariche, che emette luce.

Prendiamo il Sole, la stella a noi più vicina, come esempio. La sua fotosfera è principalmente composta da idrogeno ed elio, che insieme costituiscono quasi il 99% della sua massa. Gli altri elementi, spesso definiti "metalli" in astronomia, rappresentano meno del 2% della massa solare. La fotosfera solare si presenta come un disco di colore giallo comparso da celle di convezione più luminose, dette granuli, derivanti dalla granulazione solare e un bordo leggermente più oscuro ed opaco rispetto al disco. Ogni granulo si estende per 500-1000 km ed è una tempesta di plasma ad elevata temperatura che dura qualche minuto. Ogni istante si formano nuovi granuli coprendo l'intera superficie visibile del Sole. Talvolta si formano dei granuli più grandi del normale su una superficie di 30mila chilometri che durano diverse ore, fino a qualche giorno, questi ultimi sono detti supergranuli.

L'osservazione al di sotto della fotosfera è impossibile poiché la fotosfera solare è opaca e blocca il passaggio delle radiazioni provenienti dagli strati più interni della stella. Pertanto, le informazioni a nostra disposizione sono limitate perché le uniche radiazioni che ci arrivano provengono dalla fotosfera. Inoltre, non possiamo nemmeno applicare le nostre conoscenze sulla fotosfera solare ad altre stelle. Al momento è infatti impossibile effettuare un'osservazione ravvicinata anche sugli altri astri a causa della loro elevata distanza.

La fotosfera del Sole, lo strato più basso della sua atmosfera solare, ha una temperatura che varia tra i 4.500 e i 6.000 gradi Kelvin. La sua densità, di circa 3×10^-4 kg/m³, aumenta man mano che ci si addentra nel Sole. Nonostante la fotosfera del Sole abbia uno spessore di poche centinaia di chilometri nella struttura interna del Sole, risulta essere molto sottile se paragonata al raggio totale del Sole, stimato intorno ai 700.000 chilometri. Al di sopra della fotosfera si trovano altri due strati dell'atmosfera solare, come la cromosfera e la corona solare.

Uno dei fenomeni più comuni che si osservano nella fotosfera del Sole sono i granuli, simili a bolle di plasma caldo che salgono dal centro del Sole e si raffreddano man mano che raggiungono la superficie. Questo processo ricorda la bollitura dell'acqua in una pentola e crea un costante movimento sulla superficie del Sole. La granulazione è una delle prove della presenza dei moti convettivi al di sotto della fotosfera. Altri fenomeni interessanti che si verificano nella fotosfera sono i brillamenti solari, le macchie solari e le facule solari legate al campo magnetico del Sole.