באדיבות Steele Hill/NASA
אם השמש היא כדור ענק של גז, למה נראה שיש לה פני שטח חדים ומוגדרים? התשובה טמונה באטימות של הגז – היכולת שלו לחסום את האור שעובר דרכו. הצפיפות והטמפרטורה של השמש יורדות בהדרגה וברציפות ככל שמתרחקים מהליבה החוצה. במילים אחרות, השמש פשוט דועכת בהדרגה אל החלל, ואין לה שפה חדה או פתאומית באף תכונה, כמו הצפיפות. ובכל זאת נראה שיש לה שפה, בגלל האופן שבו השקיפות של החומר משתנה ככל שמתרחקים מהמרכז.
הפוטונים מתנגשים כל הזמן בחלקיקים, אבל בדרכם החוצה הם מגיעים לנקודה שבה הצפיפות נמוכה מספיק כדי שלא יהיו עוד התנגשויות. משם הפוטונים נעים בלי הפרעה עד כדור הארץ, ושם אנחנו רואים "שפה". גשושית מוצקה, אילו יכלה לשרוד את הטמפרטורה הגבוהה, הייתה חולפת ישר דרך "פני השטח" של הפוטוספירה וצוללת לתוך השמש, כמו מטוס שחודר דרך שפת ענן. בתוך ענן, למשל, האור מקפץ מטיפות מים. שפת הענן היא האזור שבו הצפיפות של טיפות המים נמוכה מספיק כדי שהאור ינוע בחופשיות החוצה. כמו בענן, גם בפוטוספירה של השמש אין קפיצה חדה בצפיפות או בטמפרטורה.
האנרגיה שעולה מפנים השמש מחממת את הפוטוספירה – שכבת הגז הבהירה שבפני השמש, שמקרינה את האור הנראה שלה – לטמפרטורה של כ-5,800 קלווין. ההסעה של הגז, שיוצרת את המראה המנומר של פני השמש, דומה מאוד להסעה בעננים בכדור הארץ. כתמי השמש מעידים על נוכחות של שדות מגנטיים. הדפוס של הגז שמחבר זוגות של כתמי שמש דומה מאוד לדפוס של שבבי ברזל שמסמנים את קווי הכוח סביב מגנט. לאסטרונומים יש מגוון שיטות למדידת התנאים הפיזיקליים בשכבות החיצוניות של השמש, ואפילו כמה שיטות עקיפות לבדיקת התנאים עמוק בליבה, שאיננו יכולים לראות. תמונות מפורטות להפליא של פני השמש מספק טלסקופ השמש דניאל ק. אינוּיֶה (Daniel K. Inouye) בהוואי, שהתחיל לפעול בשנת 2020. הטלסקופ הזה, הגדול בעולם לחקר השמש, מבחין בפרטים קטנים עד כ-30 קילומטרים בתאי ההסעה שבפני השמש (הגרנולות, שכל אחת מהן ברוחב של כאלף קילומטרים). החללית Solar Orbiter של נאס"א וסוכנות החלל האירופית, ששוגרה בשנת 2020, צילמה בשנת 2025 לראשונה את הקטבים של השמש.
→ הסעיף הקודם: 11.16 תנודות השמש | הסעיף הבא: 11.18 הכרומוספירה והקורונה ←