A Nap általunk látható és megfigyelhető része a fotoszféra. A Földünkig eljutó napsugárzás 90 %-a ebben a rétegben keletkezik. A fotoszféra átlagos hőmérséklete körülbelül 5800 K, de vannak ennél hidegebb (napfolt) és melegebb (fáklya) régiói. A fotoszférát granulák építik fel. A granulákban 5-7 km/s sebességgel felfelé áramló forró gáz van, míg a granulák között már a kihűlt, lefelé sűllyedő gázt található. Egy átlagos granula átmérője 500 km. A granulák, miután létrejönnek, folyamatosan változtatják az alakjukat, keverednek az őket körülvevő anyaggal és lassan eltűnnek. Ehhez a folyamathoz 10-20 percre van szükségük. Több száz granulát tartalmazó cellából szupergranulák jöhetnek létre, melyek átmérője eléri a 100.000 km-es nagyságot is. A granulációval ellentétben a szupergranuláció nem figyelhető meg optikai távcsővel. A szupergranulák létezését a vízszintes sebességeloszlás mérésével lehet kimutatni. A szupergranulában a plazma áramlási sebessége 0,5 km/s. Egy szupergranula átlagos élettartama 1-2 nap lehet.
A napfoltok és fáklyák
A Nap fotoszférájának leglátványosabb képződményei a napfoltok. Távcsővel és néha szabad szemmel is jól megfigyelhető alakzatok. Először Galilei figyelte meg a napfoltokat, 1609-ben. A napfoltok mérete nagyon változó lehet, az egészen aprótól az óriás méretig (több milliárd km2-nyi területű). A napfoltok általában nem egyedül jönnek létre, hanem csoportokat alkotnak. A napfoltcsoportok élettartama 2-4 hét között változik. A napfoltnak két része van. Egy sötétebb belső mag, az umbra és egy világosabb, szálas szerkezetű külső rész, a penumbra. A színbeli különbséget a hőmérséklet változása hozza létre. A napfolt eleve hidegebb a fotoszféra többi részénél, körülbelül 1500-2000 fokkal, de az umbra a folt leghidegebb része, ezért látjuk sötétebbnek. A napfoltok keletkezését a mágneses térerősség megnövekedése okozza. Vannak É-i és D-i polaritású napfoltok. A napfoltok feltűnőségét növelik az őket körülvevő fáklyamezők. A fáklyákból kialakuló mezők fényes, gyöngyszerűen összefűzött alakzatot alkotnak. A környezetüknél 300 fokkal magasabb hőmérsékletű régiói a fotoszféra felső tartományának. A fáklyák kialakulásában is a mágneses tér játszik fontos szerepet.
Napfolt – légköri jelenségek
Napfolt – légköri jelenségek
A napfoltok száma időben változó, ebben a változásban megfigyelhető egy 9-13 éves, átlagosan 11,2 éves ciklikusság. Az egymást követő maximumok között ennyi idő tellik el, amit napfolt-ciklusnak nevezünk. Ha megnézzük a foltok számának időbeli változását mutató ábrát, akkor látszik, hogy a maximumok magassága között különbségek vannak, illetve a ciklusok hossza is változó. Az is jól kirajzolódik, hogy a minimumtól a maximumig meredekebb az emelkedés, kb. 3-4 év, míg a napfoltok számának csökkenése egy lassabb folyamat. 1650 és 1700 között meglepően kevés volt a napfolt, ezt az időszakot Maunder-minimumnak nevezzük. Pillangódiagramnak hívjuk (alakja miatt) a napfoltcsoportok naprajzi szélesség szerinti eloszlásának ábrázolását. A kromoszféra A Nap centrumától kifelé, a fotoszférát elhagyva jutunk a kromoszférába, amely a légkör következő rétege. A ritka kromoszférán általában átlátunk, viszont napfogyatkozáskor, amikor a fedés idején a fotoszféra nem látható, néhány pillanatra jól megfigyelhetővé válik a kromoszféra. A kromoszféra szerkezetére az egyenetlen anyageloszlás jellemző, mivel a régión belül nagy hőmérséklet változás következik be. A kromoszféra alján 6000 K uralkodik, míg a régió tetejére érve már 20000 K mérhető.
A kromoszféra – 1999-es napfogyatkozás
A protuberanciák és filamentumok
A kromoszférában megfigyelhető leglátványosabb jelenségek egyike a protuberancia. A kromoszféra és a korona anyagánál alacsonyabb hőmérsékletű, de sűrűbb gázokból álló felhő, illetve lángnyelv. Nehezen megfigyelhető jelenség, leginkább azokon a hullámhosszakon lehet észlelni, ahol a hidrogén és a hélium fényt nyel el vagy bocsát ki. Filamentumnak akkor hívjuk a protuberanciát, ha a képződményt az elnyelési hullámhosszakon vizsgáljuk. A gyakori hurok alak a helyi mágneses teret rajzolja ki, hiszen az elektromosan töltött anyagra hat a mágneses Lorentz-erő. A protuberanciákat két osztályba sorolhatjuk: nyugodt és aktív protuberancia. A nyugodt protuberancia lassan változtatja az alakját és hónapokig illetve akár egy évig is jelen van a légkörben. Ha a gáz nagyon gyorsan mozog és ezáltal az anyag kifelé száll, már aktív protuberanciáról beszélünk.
A korona
Ez a régió helyenként nagyon forró, így igen erős röntgensugárzása van. A korona szerkezete egyenetlen. A röntgen felvételeken sötét foltokat is meg lehet figyelni, melyek hidegebb, alacsonyabb sűrűségű és nyitott mágneses mezejű jelenségek. Ezek a koronalyukak, belőlük indul ki a napszél. Napszélnek nevezzük, mikor a korona anyaga kifelé irányuló áramlást végez. Ekkor a részecskék hőmozgásának sebessége már meghaladja a szökési sebességet. Az áramlási sebesség kb. 400-800 km/s.
A röntgen korona
