Techniklexikon

Photosphäre

Astronomie und Astrophysik, die innerste Schicht der Sonne oder auch anderer Sterne, die noch einer direkten Beobachtung zugänglich ist. Aus ihr stammt der grösste Teil der im sichtbaren Spektralbereich in den Weltraum abgestrahlten Sonnenstrahlung. Innerhalb ihrer Schichtdicke von nur etwa 350 km (dies entspricht etwa 0,02 % des Sonnendurchmessers) fällt die Intensität der sichtbaren Strahlung auf nahezu Null ab, wodurch die Sonnenscheibe scharf begrenzt erscheint. Die Temperatur der Photosphäre nimmt, beginnend mit etwa 7 000 K, nach aussen ab und erreicht an der Grenze zur Chromosphäre ein Minimum von 4 800 K. Dies führt zu einer Variation der Flächenhelligkeit vom Sonnenscheibenzentrum zum Rand hin (Mitte-Rand-Variation). Die Gasdichte nimmt ebenfalls innerhalb der Photosphäre ab (von etwa 3 × 10^-7 g / cm um eine Zehnerpotenz).

Das Photosphärenspektrum ist identisch mit dem von der Erde aus beobachteten Sonnenspektrum. Es handelt sich um das kontinuierliches Spektrum eines Schwarzen Körpers mit einer Strahlungstemperatur von 5 780 K. Ihm überlagert sind Absorptionslinien, von denen einige allerdings erst beim Durchgang des Sonnenlichts durch die Erdatmosphäre entstehen. Sehr früh bekannt wurden die sog. Fraunhoferschen Linien. Etwa 73 % der solaren Absorptionslinien wurden bis heute identifiziert und belegen das Vorhandensein von mindestens 67 verschiedenen Elementen in der Sonne.

Im sichtbaren Spektralbereich zeigt die Sonnenscheibe eine körnige Struktur (Granulation). Weitaus auffälliger sind Störerscheinungen in der Sonnenphotosphäre, zu denen die Sonnenflecken sowie die photosphärischen Fackeln gehören. Lokale radiale Bewegungen in der Photosphäre verursachen zudem ein Schwingen der Sonne und ermöglichen Rückschlüsse auf den Bau des Sonneninneren.