Tenga en cuenta que la intensidad de la radiación observable que sale de las estrellas ahora dependería principalmente de la capa más externa.

Debido a que el material de la estrella es opaco, depende completamente de la capa más externa. Por supuesto, las propiedades de esa capa (como su temperatura) están impulsadas por la energía que proviene del interior.

Entonces, ¿no sería inapropiado considerar las estrellas como cuerpos negros al determinar su temperatura y otras propiedades?

Es apropiado para un objeto que tiene un espectro que se asemeja mucho al espectro de un cuerpo negro. Sin embargo, la única propiedad que describe es la temperatura de la capa visible. No implica nada sobre el interior y los procesos que producen y distribuyen energía. No debe leer cuerpo negro y pensar que eso significa que el interior (invisible) es simple o de alguna manera similar al exterior.

El interior del sol es mucho más caliente que el exterior (alrededor de 15 millones de Kelvin en el núcleo, en comparación con los 6000 Kelvin más o menos en la fotosfera). Debido a que no es visible, dudaría en llamarlo "más brillante". Pero podrías considerarlo así.

Sí, estás mirando la capa exterior.

Todo el calor y la luz del Sol son emitidos por esa capa más externa, que es esencialmente opaca a los procesos que ocurren en su interior. El espectro solar se ajusta muy bien a un cuerpo negro y, por lo tanto, el cálculo de la temperatura del cuerpo negro se aplica a la superficie del Sol. No hace tanto calor, alrededor de 5700 K.

Sí, por dentro hace más calor. mucho más caliente

Desafortunadamente, 5700K no es lo suficientemente caliente para la fusión. Como adivinaste correctamente, la mayor parte de la luz generada en el núcleo permanece allí. En el centro, la temperatura es de millones de Kelvin y más de cien veces la densidad del agua como plasma .

Recuerda que el Sol es una gran bola de gas/plasma

El tamaño del Sol se rige por el equilibrio de fuerzas; la presión hacia afuera del plasma que quiere expandirse frente al tirón hacia adentro de la gravedad. Si se generara más energía, eso tendería a hacer que la pelota se expandiera; no hay una "superficie" que la restrinja. Entonces, la superficie y sus propiedades son enteramente un producto de la energía que se genera dentro de la bola y, de hecho, en gran medida en el núcleo.

Lo que se escapa no es una pequeña fracción de la energía que se genera.

El Sol se encuentra en un estado (en general) estable: no se está volviendo más grande ni más caliente. Y la energía liberada por la fusión de los núcleos no tiene otro lugar a donde ir; no va a volver a los núcleos más pesados ​​y dividirlos. Entonces, si el Sol es estable, toda esa energía debe estar fluyendo de una forma u otra.

Sabemos, entonces, que la energía total emitida por la superficie del Sol es igual a la cantidad de energía liberada por las interacciones nucleares en el núcleo del Sol.

No estamos diciendo que el Sol es solo una masa caliente

Al modelar el Sol como un cuerpo negro, todo lo que decimos es que podemos ver que su espectro coincide con el de una cosa genéricamente caliente a una temperatura particular, y a partir de ahí (y algunas suposiciones acerca de que es básicamente el mismo en todas las direcciones) podemos puede calcular la potencia total de salida del sol. No hemos tenido que hacer ninguna suposición sobre lo que sucede dentro del Sol, solo observar lo que nos llega e inferir lo que debe salir en general.

Con este conocimiento podemos empezar a inferir lo que debe estar pasando dentro

Sabemos algunas cosas; cuánta energía está produciendo el Sol, qué tan grande es, las proporciones de las especies atómicas en la superficie (a partir de los detalles del espectro), su masa total, las leyes de la gravedad y el comportamiento de los plasmas. A partir de eso tenemos que tratar de modelar lo que debe estar pasando adentro.

Hemos inferido, por ejemplo, cuáles deben ser los procesos nucleares dominantes en el interior del Sol; sabemos que las temperaturas y presiones no son lo suficientemente altas para algunos ciclos, pero lo suficientemente altas para otros.

El siguiente es un punto lateral matizado pero relevante.

¿Es el Sol más brillante de lo que realmente vemos?

La respuesta corta es sí.

La respuesta más larga también es sí, pero por una razón sutil. El espectro solar en realidad alcanza su punto máximo en luz verde visible (por ejemplo, consulte https://physics.stackexchange.com/a/137202/59023 ). Sin embargo, no vemos una estrella verde porque nuestros ojos no filtran otras frecuencias y tienen su propia función de respuesta no lineal que depende de la frecuencia. Debido a que la respuesta no es plana en frecuencia y no cubre todas las frecuencias, el brillo total "medido" por nuestros ojos no es el mismo que el emitido por el sol.

Admitiré que este es un punto matizado y no directamente relacionado con la intención de la pregunta original, al menos por lo que infiero. Sin embargo, es importante recordar que nuestros ojos (y oídos) no tienen funciones de respuesta planas. De hecho, vemos el amarillo mejor que el verde, sorprendentemente.

¿Es el Sol más brillante y caliente que lo que vemos desde el exterior?

El brillo y el calor son algo algo subjetivo aquí si estamos preguntando sobre lo que percibe un ser humano determinado (es decir, porque requiere la descripción verbal/escrita/firmada del individuo en cuestión). Además, como ejemplo, el objeto A puede estar mucho más caliente que el objeto B pero percibirse como más tenue dependiendo de la frecuencia principal a la que el objeto emite radiación y la respuesta del receptor.

Suponga que el receptor es un telescopio con filtros de líneas espectrales y algo así como una respuesta gaussiana centrada en la frecuencia máxima de la línea espectral. Si no se calibra correctamente, podría parecer que una señal aumenta y luego disminuye en intensidad simplemente porque escanea el rango de frecuencia del filtro. Para dar cuenta de esto, uno trata de calibrar adecuadamente para que cosas como el brillo correspondan a alguna medida del número de fotones (o flujo o medida similar) recibidos, es decir, cuantificarlo para que pueda compararse y probarse con otras observaciones.

Para abordar la parte específica de su pregunta relacionada con el comentario "externo", el sol es una ilustración perfecta de por qué este criterio es engañoso. El núcleo del sol, como ya dijo BowlOfRed, es ~4.500 veces más caliente que la superficie (es decir, la fotosfera ). La atmósfera exterior (es decir, la corona) es ~170 veces más caliente que la superficie, pero no se puede ver porque es mucho más tenue que la superficie. Se necesita un coronógrafo para ver el espectro de luz visible de la corona. La corona es tan caliente que en realidad irradia en el rango de frecuencia de rayos X y UV . Nuevamente, nunca podría observar esto ya que está fuera del rango de frecuencias a las que su ojo puede responder.

Entonces, para responder a su pregunta, sí, el sol es más brillante y más caliente de lo que puede ver. Además, hace más calor en el interior Y en el exterior, pero no se puede ver ninguna región a simple vista (se puede ver la corona durante un eclipse total de sol durante unos minutos).