Dlaczego plamy słoneczne wydają się ciemne?

Plamy słoneczne, takie jak ta, wydają się ciemne:

Czemu?

Typowe plamy słoneczne mają ciemny obszar (umbra) otoczony jaśniejszym regionem - półcieniem. Podczas gdy plamy słoneczne mają temperaturę około 6300 ° F (3422,2 ° C), otaczająca je powierzchnia słońca ma temperaturę 10 000 ° F (5537,8 ° C).

Z tego zasobu NASA :

Plamy słoneczne to w rzeczywistości obszary powierzchni Słońca, w których pole magnetyczne Słońca koncentruje się ponad 1000-krotnie. Naukowcy nie wiedzą jeszcze, jak to się dzieje. Pola magnetyczne wytwarzają ciśnienie, a to ciśnienie może spowodować, że gaz w plamie słonecznej będzie w równowadze z gazem na zewnątrz plamki słonecznej ... ale w niższej temperaturze. Plamy słoneczne są w rzeczywistości o kilka tysięcy stopni chłodniejsze niż powierzchnia Słońca wynosząca 5770 K (5496,8 ° C) i zawierają gazy w temperaturze 3000 do 4000 K (2726,9 - 3726,8 ° C). Są ciemne tylko w przeciwieństwie do znacznie cieplejszej powierzchni słonecznej. Gdybyś umieścił plamę słoneczną na nocnym niebie, świeciłby jaśniej niż Księżyc w pełni w szkarłatno-pomarańczowym kolorze!

Plamy słoneczne to obszary intensywnej aktywności magicznej, co widać na tym zdjęciu:

Możesz zobaczyć materiał rozciągający się w pasma.

Z tego powodu jest chłodniejszy niż reszta powierzchni:

Chociaż szczegóły dotyczące generowania plam słonecznych są nadal przedmiotem badań, wydaje się, że plamy słoneczne są widocznymi odpowiednikami świetlnych lamp magnetycznych w strefie konwekcyjnej Słońca, które zostają „zwijane” przez rotację różnicową . Jeśli naprężenia na rurkach osiągną określoną granicę, zwiną się jak gumka i przebiją powierzchnię Słońca. Konwekcja jest hamowana w punktach nakłucia; strumień energii z wnętrza Słońca maleje; a wraz z nią temperatura powierzchni.

Podsumowując, plamy słoneczne wydają się ciemne, ponieważ są ciemniejsze niż otaczająca powierzchnia . Są ciemniejsze, ponieważ są chłodniejsze i są chłodniejsze z powodu intensywnych pól magnetycznych w nich.

Plamy słoneczne są chłodniejsze, ponieważ ich pola magnetyczne hamują uzupełnianie ciepła z przepływów konwekcyjnych (z powodu interakcji między plazmą a polami magnetycznymi). To pozwala im ochłodzić się radiacyjnie. Resztę powierzchni słonecznej stale uzupełniają ogniwa konwekcyjne, które ją ponownie ogrzewają.

Plazma słoneczna w fotosferze promieniuje z grubsza jako ciało czarne, co oznacza, że ​​widmo energii (i długości fali) promieniowania podąża za funkcją deski. Funkcja Plana skaluje się w górę i w dół wraz z temperaturą przy wszystkich energiach (i długościach fal). Jasność ciała czarnego przy danej energii (lub długości fali) jest określona przez wartość funkcji deski przy tej energii.

Pokazane zdjęcie zostało zrobione w „kontinuum fotosferycznym”, które stanowi część spektrum promieniowania zdominowaną przez ciało czarne. Ponieważ plamy słoneczne są fajne (w porównaniu z otoczeniem), oznacza to, że ich funkcja deski jest niższa niż ich otoczenie, a zatem ich jasność jest niższa, powodując, że wydają się ciemne na obrazie.