Da, Soarele are o atmosferă.
Disclaimer: Nu sunt sigur dacă ați vrut să spuneți asta, dar întrebarea dumneavoastră implică faptul că Soarele este o planetă. Acesta, bineînțeles, este o stea și nu o planetă. Am vrut doar să clarificăm acest lucru.
Ce este o atmosferă?
Când întrebi dacă Soarele are o atmosferă, pui de fapt o întrebare dificilă. Ce înțelegeți prin atmosferă? Cum definiți limita Soarelui, deasupra căreia orice lucru este considerat atmosferă? Acest lucru este destul de ușor pentru planete precum Pământul, deoarece acestea au o suprafață solidă frumoasă. Dar Soarele este o minge uriașă de plasmă încălzită la mii de grade. Nu există o diviziune ușoară sau clară între „suprafață” și „atmosferă”. Orice discuție despre atmosfera Soarelui implică definirea a ceea ce înțelegem prin suprafața Soarelui.
Profunditate optică
Astfel spus, astronomii au venit cu moduri (arbitrare) de a defini suprafața Soarelui. O măsură comună este folosirea adâncimii optice. Adâncimea optică este un număr fără unitate care definește capacitatea cuiva de a „vedea” printr-un gaz (sau plasmă). O adâncime optică de 1 sau mai mare înseamnă că gazul este opac și nu poate fi văzut prin el. O adâncime optică mai mică de 1 înseamnă că gazul este transparent și se poate vedea prin el.
Cu toate acestea, atunci când aveți ceva Soarele sau chiar ceața, adâncimea optică variază în funcție de distanța la care priviți în acel obiect. Voi vorbi despre ceață, deoarece este cunoscută, dar aceeași idee se aplică și în cazul atmosferei Soarelui. Să spunem că vă aflați într-o pădure și este foarte multă ceață. Există un copac la 1 metru distanță de tine pe care îl poți vedea. Ai putea măsura adâncimea optică, $\tau$, a ceții dintre tine și copac și ai putea afla că $\tau = 0,15$. Deoarece $\tau$ este mai mic decât unu, înseamnă că puteți vedea copacul, dar valoarea lui $\tau$ indică și cât de bine îl puteți vedea. Dacă $\tau = 0$, nu există nimic între tine și copac care să împiedice capacitatea ta de a-l vedea. Să spunem că există un alt copac la 5 metri distanță. Acum există mai multă ceață între tine și copac și, deși îl poți vedea în continuare, este mai greu de văzut. Adâncimea optică a ceții dintre tine și copacul aflat la 5 metri distanță ar putea fi $\tau = 0,75$. Este în continuare mai mică decât unu, ceea ce înseamnă că arborele este vizibil, dar pentru că este mai multă ceață între tine și copac, adâncimea optică este mai mare. În cele din urmă, poate exista un copac aflat la 10 metri distanță, cu atât de multă ceață între tine și copac încât adâncimea optică este de $\tau = 1,5$. Nu puteți vedea acest copac pentru că este prea multă ceață în cale. Sperăm că acum vă dați seama că orice lucru care se află la o distanță la care $\tau > 1$ nu este vizibil pentru dumneavoastră. Asta definește efectiv o „suprafață” în jurul tău tocmai atunci când $\tau = 1$. Tot ceea ce se află dincolo de acel punct nu este vizibil și tot ceea ce este mai aproape este vizibil.
Dacă vorbim despre Soare, puteți privi Soarele, dar veți vedea doar lumina care provine dintr-un punct în care $\tau < 1$. Există nenumărați fotoni care ricoșează în interiorul Soarelui, dar nu îi puteți vedea pentru că se află într-o parte opacă a Soarelui. Astronomii folosesc adâncimea optică ca metrică pentru a defini „suprafața” Soarelui.
Rețineți că descrierea de mai sus este foarte simplificată, aproape până la punctul de a fi greșită. Adâncimea optică este o metrică utilă pentru definirea unei suprafețe, dar nu implică faptul că există o rază exactă pentru suprafață sau chiar că suprafața este constantă pentru fiecare lungime de undă. Există o mulțime de alți factori care fac acest lucru mult mai complicat decât descriu aici. Sper totuși că ați prins ideea generală.
Atmosfera Soarelui
Pentru Soare, atmosfera ar fi tot ceea ce se află deasupra suprafeței. În mod nominal, suprafața este definită ca fiind punctul în care $\tau = 2/3$ (în ciuda a ceea ce am spus mai sus, și din motive pe care nu le voi detalia aici). Atmosfera de deasupra acestei suprafețe este complicată și dificil de studiat. Atmosfera, chiar deasupra suprafeței, este violentă, turbulentă, plină de izbucniri și câmpuri magnetice și extrem de fierbinte. Mai jos sunt câteva imagini din această regiune a atmosferei.
Stânga: Imagine a coroanei în timpul unei eclipse solare. Dreapta: Imagine a coroanei de la SOHO. O mască de ocultare a fost plasată deasupra Soarelui.
Atmosfera Soarelui se extinde însă mult dincolo de aceasta. De fapt, Pământul se deplasează în prezent prin atmosfera Soarelui. Este foarte firavă în apropierea Pământului, dar totuși există. Atmosfera Soarelui care lovește planeta noastră este motivul apariției aurorei. Dincolo de porțiunile inferioare, atmosfera este denumită, în general, vânt solar. Acest vânt solar se extinde de fapt mult mai departe, dincolo de Pluto chiar. Cât de departe este dificil de definit cu exactitate, dar, potrivit estimărilor, atmosfera Soarelui se întinde până la aproximativ $\sim230\:\mathrm{AU}$. În acel punct se află șocul de arc, în care atmosfera Soarelui nostru se lovește de mediul interstelar care ne înconjoară.
Atmosfera propriului nostru Soare este greu de studiat la scară largă, deoarece ne aflăm în interiorul ei, dar am reușit să observăm acest șoc de arc în jurul altor stele, așa cum se arată mai jos.
Șocul de arc al lui LL Orionis în nebuloasa Orion. Atmosfera stelei se ciocnește cu fluxul nebuloasei. Hubble, 1995
.