¿El Sol tiene atmósfera?

Sí, el Sol tiene una atmósfera.

_{Descargo de responsabilidad: no estoy seguro de si quiso decir esto, pero su pregunta implica que el Sol es un planeta. Por supuesto, es una estrella y no un planeta. Solo quería dejar eso en claro.}

¿Qué es una atmósfera?

Cuando preguntas si el Sol tiene una atmósfera, en realidad estás haciendo una pregunta engañosa. ¿A qué te refieres con atmósfera? ¿Cómo se define el límite del Sol, por encima del cual cualquier cosa se considera una atmósfera? Esto es bastante fácil para planetas como la Tierra, ya que tienen una bonita superficie sólida. Pero el Sol es una bola gigante de plasma calentada a miles de grados. No existe una división fácil o clara entre la "superficie" y la "atmósfera". Cualquier discusión sobre la atmósfera del Sol implica definir lo que entendemos por la superficie del Sol.

Profundidad óptica

Dicho esto, los astrónomos han ideado formas (arbitrarias) de definir la superficie del Sol. Una métrica común es usar profundidad óptica . La profundidad óptica es un número sin unidades que define la capacidad de "ver" a través de un gas (o plasma). Una profundidad óptica de 1 o superior significa que el gas es opaco y no se puede ver a través de él. Una profundidad óptica inferior a uno significa que el gas es transparente y se puede ver a través de él.

Sin embargo, cuando tienes algo como el sol o incluso niebla, la profundidad óptica varía con la distancia a la que miras ese objeto. Hablaré de la niebla ya que me resulta familiar, pero la misma idea se aplica a la atmósfera del Sol. Digamos que estás parado en un bosque y hay mucha niebla. Hay un árbol a 1 metro de ti que puedes ver. Podrías medir tu profundidad óptica,$\tau$, de la niebla entre usted y el árbol y podría encontrar que$\tau = 0.15$. Ya que$\tau$es menor que uno, eso implica que puedes ver el árbol, pero el valor de$\tau$también implica qué tan bien puedes verlo. Si$\tau = 0$, no hay nada entre usted y el árbol que impida su capacidad para verlo. Digamos que hay otro árbol que está a 5 metros de distancia. Ahora hay más niebla entre usted y el árbol y, aunque aún puede verla, es más difícil verla. La profundidad óptica de la niebla entre usted y el árbol a 5 metros de distancia podría ser$\tau = 0.75$. Todavía es menos de uno, lo que implica que el árbol es visible, pero debido a que hay más niebla entre usted y el árbol, la profundidad óptica es mayor. Finalmente, puede haber un árbol a 10 metros de distancia con tanta niebla entre usted y el árbol que la profundidad óptica es$\tau = 1.5$. No puedes ver este árbol porque hay demasiada niebla en el camino. Espero que ahora te des cuenta de que cualquier cosa que esté a una distancia donde$\tau > 1$no es visible para usted. Eso define efectivamente una "superficie" a su alrededor precisamente cuando$\tau = 1$. Cualquier cosa más allá de ese punto no es visible y cualquier cosa más cercana es visible.

Si estás hablando del Sol, puedes mirar al Sol, pero solo verás la luz que se origina en un punto donde$\tau < 1$. Hay innumerables fotones rebotando dentro del Sol, pero no puedes verlos porque están en una parte opaca del Sol. Los astrónomos utilizan la profundidad óptica como medida para definir la "superficie" del Sol.

_{Tenga en cuenta que la descripción anterior está muy simplificada, casi hasta el punto de estar equivocada. La profundidad óptica es una métrica útil para definir una superficie, pero no implica que haya un radio exacto para la superficie o incluso que la superficie sea constante para cada longitud de onda. Hay muchos otros factores que hacen que esto sea mucho más complicado de lo que estoy describiendo aquí. Sin embargo, espero que entiendas la idea general.}

La atmósfera del Sol

Para el Sol, la atmósfera sería cualquier cosa por encima de la superficie. Nominalmente, la superficie se define como el punto donde el$\tau = 2/3$(a pesar de lo que dije anteriormente, y por razones que no entraré aquí). La atmósfera sobre esta superficie es complicada y difícil de estudiar. La atmósfera, justo por encima de la superficie, es violenta, turbulenta, llena de estallidos y campos magnéticos, y extremadamente caliente. A continuación se muestran algunas imágenes de esta región de la atmósfera.

_{Izquierda: Imagen de la corona durante un eclipse solar. Derecha: Imagen de la corona del SOHO . Se ha colocado una máscara de ocultación sobre el Sol.}

Sin embargo, la atmósfera del Sol se extiende mucho más allá. De hecho, la Tierra se está moviendo actualmente a través de la atmósfera del Sol. Es muy tenue cerca de la Tierra, pero aún existe. La atmósfera del Sol que golpea nuestro planeta es la razón de la aurora. Más allá de las porciones inferiores, la atmósfera generalmente se conoce como el Viento Solar . Este viento solar en realidad se extiende mucho más allá de Plutón incluso. Exactamente qué tan lejos es difícil de definir, pero las estimaciones sitúan la atmósfera de nuestro Sol extendiéndose hasta aproximadamente$\sim230\:\mathrm{AU}$. En ese punto está el arco de choque, donde la atmósfera de nuestro Sol choca contra el medio interestelar que nos rodea.

La atmósfera de nuestro propio Sol es difícil de estudiar a gran escala ya que estamos dentro de ella, pero hemos podido observar este arco de choque alrededor de otras estrellas, como se muestra a continuación.

_{Arco de choque LL Orionis en la nebulosa de Orión. La atmósfera de la estrella choca con el flujo de la nebulosa. Hubble, 1995}