¿Cuál es el perfil de densidad dentro de la fotosfera del Sol? ¿Cuál de estos está mal?

La fotosfera del Sol contiene la superficie del Sol definida por la opacidad = 2/3 punto. Me gustaría ver el perfil de densidad de masa de abajo hacia arriba de la fotosfera. Hice una búsqueda rápida y me confundí.

La imagen de abajo se encuentra en la página de Wikipedia Photosphere . Si trazo la línea punteada etiquetada como "Densidad" hasta la capa de fotosfera y leo el eje de densidad en la parte superior, leo algo como 8  a  3 × 10 − 7  gramos/cm − 3 , que podrías llamar 1 × 10 − 6  gramos/cm − 3 . Sin embargo, la sección Sun de la página de Wikipedia donde se muestra esta imagen dice:

La fotosfera del Sol tiene una temperatura entre 4500 y 6000 K (4230 y 5730 °C) (con una temperatura efectiva de 5777 K (5504 °C)) y una densidad de alrededor de 1×10−6 kg/m3; aumentando con la profundidad hacia el sol.

y enlaces a la página solar-center.stanford.edu The Sun's Vital Statistics for the 1 × 10 − 6  kg/m2 − 3 . Convirtiendo las unidades, esto es solo 1 × 10 − 9  gramos/cm − 3 .

Pregunta: ¿Es posible aclarar esta disparidad y ver un gráfico de la densidad frente a la profundidad desde la parte inferior hasta la parte superior de la fotosfera del Sol, que probablemente contendría alturas tanto positivas como negativas sobre la superficie del Sol?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Respuestas (2)

Por lo general, no respondo mis propias preguntas, pero a veces, cuando se cuestiona la pregunta en sí , hago una excepción.

La densidad de la fotosfera en τ 5000 = 1 se prevé que sea 3 × 10 − 7 gramos/cm 3 en el Modelo de Atmósfera de Holweger-Müller 7 .

Como se señaló en los comentarios, aquí hay una dispersión de valores.

El valor de densidad 1E-06 g/cm^3 (gráfico) es más consistente con 𝜏 = 1 o "parte inferior" de la fotosfera, mientras que la densidad en la cita es más consistente con la "parte superior" más fría de la fotosfera (alrededor de 4300 K).

Del Capítulo 2: La fotosfera de la tesis de Timo Nieminen Asimetrías de la línea solar: Modelado del efecto de la granulación en el espectro solar

densidad versus altura sobre la superficie del sol

densidad y otros parámetros frente a la altura sobre la superficie del Sol

Figura 2-3: Atmósfera modelo de Holweger-Müller

7 Holweger, H. y Müller, EA “El espectro de bario fotosférico: abundancia solar y ampliación de colisión de líneas Ba II por hidrógeno”, Física solar 39, pág. 19-30 (1974). Los puntos extra han sido interpolados por splines cúbicos por JE Ross. Las propiedades ópticas (como la profundidad óptica y la opacidad) de una atmósfera modelo son, obviamente, muy importantes y se considerarán más adelante. Consulte la tabla C-4 para obtener detalles completos de la atmósfera modelo de Holweger-Müller, incluidos todos los puntos de profundidad utilizados.

8 La escala de altura no es arbitraria. La base de la fotosfera (altura = 0 km) se elige para que esté a una profundidad óptica estándar de uno (es decir, 𝜏 5000Å = 1).

La atmósfera de HM muestra perfectamente que la "fotosfera" cubre un rango de temperaturas y densidades. La densidad a la temperatura mínima es de alrededor 10 − 9 g/cc y aumenta a medida que avanza hacia adentro. La cita y la imagen son consistentes.
La cita está abierta a malas interpretaciones, pero no es incorrecta si la fotosfera está definida por ese rango de temperatura.
@RobJeffries Tenía la intención de eliminar eso; Salí e hice una edición, ¿cómo se ve ahora?

La densidad es lo que lees del gráfico, correctamente. No se preocupe por lo que dice en esa cita, es solo una cuestión de lo que significa "fotosfera", un término que se define de manera bastante vaga y se usa para significar diferentes cosas en diferentes lugares. Puede ver el problema en las temperaturas utilizadas en esa cita: corresponden a lo que el gráfico considera que está completamente por encima de la fotosfera. La cita parece pensar en la fotosfera como la región desde el punto tau ~ 2/3 hasta el mínimo de temperatura, mientras que el gráfico parece pensar en la fotosfera como algo notablemente más caliente. Otros lugares consideran a la fotosfera como una capa de ancho cero, justo donde tau ~ 2/3. Son solo las diferentes formas en que se usa la palabra, no hay nada de qué preocuparse.

En cuanto a las alturas positivas y negativas, ¿por qué te importaría qué punto se llama x=0? Es completamente arbitrario dónde se establece la altura cero, cada fuente diferente probablemente podría usar un significado diferente para "la parte superior de la fotosfera".

Entonces, ¿estás seguro de que es 1E-06 g/cm^3 y no 1E-09 g/cm^3? ¿Puede proporcionar una fuente autorizada e independiente para respaldar su conclusión?
Tu "¿por qué te importaría qué punto se llama x = 0?" es inapropiado Un gráfico de densidad versus profundidad necesita un punto de referencia. El gradiente es tan pronunciado en esta región que sería absurdo medirlo desde el centro del Sol. En cambio, la "superficie" o "x=0" es un punto de referencia mucho mejor en este caso particular.
eche un vistazo a esta respuesta donde todos los datos se refieren a la superficie del Sol.
La ubicación del centro del Sol no tiene interés aquí. En cuanto al apoyo de mi declaración, el gráfico en sí muestra dónde aparecen esas dos densidades. Entonces, es simplemente un lenguaje diferente sobre lo que constituye la "fotosfera". A saber, la declaración citada habla de la densidad a la temperatura mínima, por lo que está claro que consideran que la fotosfera se extiende hasta el fondo de la "cromosfera", que comienza en la temperatura mínima. Además, no hay un significado claro para "la superficie del Sol", porque el Sol es un gas. Así que todo es pura semántica, el gráfico dice todo lo que necesitas.
Principalmente estoy buscando una respuesta a la pregunta "¿Cuál es el perfil de densidad dentro de la fotosfera del Sol?" El "¿Cuál de estos está mal?" es menos importante; está bien si ambos están equivocados. La respuesta aceptada a mi pregunta probablemente mostrará o se vinculará con un perfil de densidad de masa de la fotosfera del Sol según lo definido por algún modelo. "No quiere saber la respuesta a su pregunta" o "Los astrofísicos no pueden ponerse de acuerdo sobre dónde comienza y termina la fotosfera" probablemente no serán aceptados.
El gráfico proporciona la información que busca. Si su problema es que está contenido en un espacio bastante pequeño, entonces busque un gráfico similar que amplíe esa porción, mire otros gráficos como researchgate.net/figure/… . Si lo que busca es una expresión matemática, está dada por d rho /dr = -mg rho / kT que se resuelve mediante una función exponencial que cae en la escala de H = kT/mg, donde m es la masa promedio de la partícula.
Además, es un hecho simple que el término "fotosfera" es vago y se usa de manera diferente en diferentes lugares. No puedo ayudarte si no quieres oír eso.
¿Cuál es el perfil de densidad dentro de la fotosfera del Sol? ¿Cuál de estos está mal?
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