Absorptionslinie aus der Chromosphäre

Wenn ich das richtig verstehe, sind die H-Alpha- und Ca II K-Linien Absorptionslinien der Sonne und erlauben den Blick auf die Chromosphäre. Nach dem Kirchhoff-Bunsen-Gesetz wird eine Absorptionslinie durch ein Gas erzeugt, das kühler als die Lichtquelle ist.

Allerdings ist die Chromosphäre heißer als die Photosphäre und die Temperatur steigt nach außen ( https://www.researchgate.net/figure/The-figure-plots-profiles-of-mass-density-dashed-line-and-temperature-solid- line-in_fig6_312376685 ). Dies steht im Widerspruch zur vorherigen Hypothese. Wie können wir dann die Chromosphäre in der Absorptionslinie sehen? Was übersehe ich in der Begründung? Gilt das Krichhoff-Bunsen-Gesetz nur für ein dünnes Medium und wir hätten es hier mit einem dicken zu tun?

Vielen Dank im Voraus für Ihre Hilfe.

Sind Sie sicher, dass Sie Absorptionslinienspektren von der Chromosphäre sehen? Können Sie ein Beispiel für ein solches Spektrum verlinken? Wahrscheinlich verwechselst du hier etwas.
Soweit ich weiß, befinden sich Bilder der Sonne in H-Alpha (wie en.wikipedia.org/wiki/File:HI6563_fulldisk.jpg ) hauptsächlich in der Absorptionslinie und zeigen hauptsächlich die Chromosphäre.
Sie denken vielleicht an "Filamente", die im Allgemeinen kühler sind als ein Großteil der Chromosphäre. Das zeigt sich auf den Fotos.
@sabik, nein. H\alpha-Bilder der Sonne sind definitiv in Emission: solarscience.msfc.nasa.gov/chromos.shtml
So wie ich es verstehe, sind die Vorsprünge in der H-Alpha-Emission über dem Rand (z. B. während einer Sonnenfinsternis) und in der H-Alpha-Absorption über der Scheibe zu sehen (und werden dann als Filament bezeichnet). In diesem letzten Fall sind die Filamente tatsächlich kälter als ihre Umgebung, und ich erwarte, dass sie absorbiert werden (auch wenn ich jetzt verstehe, dass sich die Chromosphäre im Nicht-LTE-Regime befindet und ich das Kirchoff-Bunsen-Gesetz nicht einfach anwenden kann).

Antworten (2)

Der größte Teil der Absorptionslinie stammt von der Photosphäre in dem Bereich, in dem die Temperatur noch abfällt. Allerdings kann man aufgrund von Streueffekten auch dort eine Absorptionslinie erhalten, wo die Temperatur ansteigt. Das von Ihnen beschriebene Kirchoff-Bunsen-Gesetz ist eine vereinfachte Regel, die davon ausgeht, dass sich die Linien im thermischen Gleichgewicht mit der lokalen Temperatur bilden, aber manchmal erzeugt Streuung nicht-thermische Gleichgewichtseffekte ("Nicht-LTE"). Bei der Streuung werden absorbierte Linienphotonen sofort wieder abgestrahlt, ohne an die lokale Temperatur zu koppeln, und ihre erneute Emission hat eine Wahrscheinlichkeit von 50 %, dass sie zurück nach unten abgestrahlt wird, wo sie tiefer in der Atmosphäre wieder absorbiert werden. Dies trägt zur Absorption bei, insbesondere in der Nähe des Linienzentrums (und kann dort ein Merkmal verursachen, das als "zentrale Umkehrung" bezeichnet wird).

Wenn Licht absorbiert und dann in eine zufällige Richtung wieder emittiert wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit von weniger als 0,0001 %, dass es auf Sie gerichtet ist. Da Sie das Licht nicht wahrgenommen haben, erscheint es als Absorption.
Ganz so einfach ist das nicht, denn die Streuung nimmt auch Licht auf, das nicht zu Ihnen gekommen wäre, und streut es in Ihre Richtung. Wenn es optisch sehr dick ist, kann es viel Licht verlieren, aber wenn es nur eine optische Tiefeneinheit gibt, ist es eher eine Reduzierung um 50%.

Ich finde, dieser Artikel fasst es sehr gut zusammen.

Sie sollten sich nicht über die Photosphäre und darüber hinaus verwirren lassen. Von innen zur Photosphäre nimmt die Temperatur aufgrund der Hydrodynamik mit dem Radius ab; das scheint selbstverständlich. Jenseits der Photosphäre gibt es Chromosphäre und Korona. Diese Schichten sind heißer als die Photosphäre, und die Temperatur steigt mit dem Radius. Warum das so ist, wissen wir noch nicht genau. Wir können mit Sicherheit sagen, dass die Plasmaeffekte einsetzen. Dies erfordert ein besseres Verständnis der Magnetohydrodynamik (MHD). Das Kirchhoffsche Gesetz ist in diesem Plasmaregime ungültig.

Auch Chromosphäre und Korona sind hauptsächlich während der Sonnenfinsternis zu sehen.

Absorptionslinie aus der Chromosphäre
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