ظاهرة تحبب الفوتوسفير

أظهر كل من الرصد التلسكوبي المباشر أو الفوتوغرافي بأن الفوتوسفير هو ليس هادئاً تماماً، لكن له ظهور مرقش يشبه حبات الرز. هذا التركيب للفوتوسفير يسمى الآن التحبب granulation.

فمن خلال أفضل صورة فوتوغرافية للتحبب التي حصل عليها التلسكوب المحمول على ارتفاع 80،000 قدم بمنطاد، وهذا الرصد الذي نفذ من قبل سوارزشلد، وروجرسون في مساوية إلى أفضل ما عمل من قبل الرصد الأرضي بسبب حصولهم عليها في أعلى بعد فوق اضطراب الغلاف الجوي الذي يكون سبباً في الرؤيا الرديئة. قطر وكأنها بقع مضيئة محاطة بواسطة مناطق ضيقة مظلمة. حوالي 1000 كم وأصغر قطر رصد هو حوالي 300 كم في عرضه، فهي تظهر وكأنها يقع مضيئة محاطة بواسطة مناطق ضيقة مظلمة.

يمكن دراسة حركات الحبيبات بواسطة ظاهرة حيود دوبلر Doppler shifts في أطياف الغازات القريبة من فوقها. لقد وجد بأن الحبيبات نفسها هي أعمدة غازية ساخنة تنشأ من تحت الفوتوسفير خارجاً ثم تنغمر في الأسفل مرة أخرى، فالمناطق الحبيبية الداخلية بحدود 50 إلى 100 درجة كلفن. ولهذه الحركات العمودية سرع من 2 إلى 3 كم ثا، كما أن الحبيبات الانفرادية تستمر لحوالي 8 دقائق، وبعد ذلك تظهر الحبيبات بأنها قمم التيارات الحمل الحراري للغازات التي تبدو في الفوتوسفير.

تدل الدراسات المفصلة على أن حركات غازات الفوتوسفير، هي الحبيبات نفسها التي تشكل بناء جزئياً ذي قياس أكبر نسميه فوق التحبب Super granulation، وفوق التحسب خلايا ذات قطر مقداره 400 – 1000 كم، والتي بموجبه تندفع الغازات من مركزه إلى حافته. إضافة إلى تيارات الغازات العمودية في الحبيبات التي تهب من المركز باتجاه الحافة فوق التحبب في كل منطقة من الشمس (من 350 إلى 7000 كم في عرضها).

للغازات نبضات إيقاعية باتجاه الأعلى والأسفل، وتتصرف الحبيبات كفقاعات لا تدوم طويلا ، ولا تستمر سوى 3 – 10 دقائق ، صعودا وهبوطاً بسرعة من 1 – 0،5 كم / ثا، ثم تتحرر عمودياً لمسافة 200 كم. في الدورة الكاملة، لذا فإن غازات السطح الشمسي تشكل بحراً هائجا متحركاً بعنف.

والحبيبات ذات خلايا ضخمة للحمل الحراري من الغازات الساخنة. تنتشر في خلوي خلال كامل الفوتوسفير، ما عدا الكلف الشمسية. تدعم الحبيبات نقل الطاقة من نمط منطقة الحمل الحراري في الفضاء الخارجي.

مدى الفوتوسفير هو الحدود المحاطة بقرص الشمس المرئي كما يرى من الضوء الأبيض، ومعظم الشعاع المنبعث من الشمس ينشأ من الفوتوسفير، والتي ليست سوى 500 كم. هذا الإشعاع في حالة توازن، ويمكن تطبيق قاعدة ستيفان بولتزمان لحساب درجة سمك الحرارة الفعالة للفوتوسفير الشمسي، والتي هي : Te = 5780 K.

وبموجب قانون بولتزمان فإن كل سنتمتر مربع واحد من سطح الشمس له درجة حرارة Te تبعث، في كل الاتجاهات بضوء مقداره σTe4 orgs في الثانية، وبالتتابع فإن الانبعاث الكلي للشمس في الثانية الواحدة، بما معناه سطوعية الشمس يساوي:

L = 4π R2 σTe4  

ويمكن حساب نصف قطر الشمس من هذه العلاقة إذا عرفنا مقدار درجة الحرارة والسطوعية للشمس.