Wie ist das Dichteprofil in der Photosphäre der Sonne? Welche davon ist falsch?

Die Photosphäre der Sonne enthält die Sonnenoberfläche, definiert durch Opazität = 2/3 Punkte. Ich möchte das Profil der Massendichte von unten nach oben in der Photosphäre sehen. Ich habe schnell gesucht und war verwirrt.

Das folgende Bild befindet sich auf der Wikipedia- Photosphere- Seite. Wenn ich die gepunktete Linie mit der Bezeichnung „Dichte“ zur Photosphärenschicht verfolge und die Dichteachse oben ablese, lese ich so etwas wie 8  Zu  3 × 10 − 7  g/cm − 3 , die Sie anrufen könnten 1 × 10 − 6  g/cm − 3 . Der Sun-Abschnitt der Wikipedia-Seite, auf der dieses Bild gezeigt wird, sagt jedoch :

Die Photosphäre der Sonne hat eine Temperatur zwischen 4.500 und 6.000 K (4.230 und 5.730 ° C) (mit einer effektiven Temperatur von 5.777 K (5.504 ° C)) und eine Dichte von etwa 1 × 10–6 kg / m3; zunehmend mit Tiefe in die Sonne.

und Links zur Seite solar-center.stanford.edu The Sun's Vital Statistics for the 1 × 10 − 6  kg/m − 3 . Umrechnen der Einheiten, das ist nur 1 × 10 − 9  g/cm − 3 .

Frage: Ist es möglich, diese Ungleichheit aufzuklären und ein Diagramm der Dichte gegenüber der Tiefe von der Unterseite bis zur Oberseite der Photosphäre der Sonne zu sehen, die wahrscheinlich sowohl positive als auch negative Höhen über der Sonnenoberfläche enthalten würde?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Antworten (2)

Normalerweise beantworte ich meine eigenen Fragen nicht, aber manchmal, wenn die Frage selbst in Frage gestellt wird , mache ich eine Ausnahme.

Die Dichte der Photosphäre bei τ 5000 = 1 wird vorausgesagt 3 × 10 − 7 g/cm 3 in der Holweger-Müller-Modellatmosphäre 7 .

Wie in den Kommentaren erwähnt, gibt es hier eine Streuung der Werte.

Der Dichtewert 1E-06 g/cm^3 (Plot) stimmt eher mit 𝜏 = 1 oder „unten“ der Photosphäre überein, während die Dichte im Zitat eher mit dem kühleren „Oberteil“ der Photosphäre übereinstimmt (ca. 4300 K).

Aus Kapitel 2: The Photosphere von Timo Nieminens Diplomarbeit Solar Line Asymmetries: Modeling the Effect of Granulation on the Solar Spectrum

Dichte versus Höhe über der Sonnenoberfläche

Dichte und andere Parameter gegenüber der Höhe über der Sonnenoberfläche

Abbildung 2-3: Die Holweger-Müller-Modellatmosphäre

7 Holweger, H. und Müller, EA „The Photospheric Barium Spectrum: Solar Abundance and Collision Broadening of Ba II Lines by Hydrogen“, Solar Physics 39, S. 19-30 (1974). Zusätzliche Punkte wurden von JE Ross durch kubische Splines interpoliert. Die optischen Eigenschaften (wie die optische Tiefe und die Opazität) einer Modellatmosphäre sind natürlich sehr wichtig und werden später betrachtet. Siehe Tabelle C-4 für vollständige Details der Holweger-Müller-Modellatmosphäre einschließlich aller verwendeten Tiefenpunkte.

8 Die Höhenskala ist nicht willkürlich. Die Basis der Photosphäre (Höhe = 0 km) wird so gewählt, dass sie sich in einer optischen Standardtiefe von eins befindet (dh 𝜏 5000 Å = 1 ).

Die HM-Atmosphäre zeigt sehr gut, dass die "Photosphäre" einen Bereich von Temperaturen und Dichten abdeckt. Die Dichte am Temperaturminimum beträgt ca 10 − 9 g/cc und nimmt nach innen zu. Zitat und Bild stimmen überein.
Das Zitat ist offen für Fehlinterpretationen, aber es ist nicht falsch, wenn die Photosphäre durch diesen Temperaturbereich definiert wird.
@RobJeffries Ich wollte das löschen; Ich ging los und machte eine Bearbeitung, wie sieht es jetzt aus?

Die Dichte ist das, was Sie richtig aus der Grafik ablesen. Machen Sie sich keine Gedanken darüber, was in diesem Zitat steht, es geht nur darum, was mit "Photosphäre" gemeint ist, einem Begriff, der ziemlich vage definiert ist und an verschiedenen Orten verschiedene Dinge bedeutet. Sie können das Problem in den Temperaturen sehen, die in diesem Zitat verwendet werden - sie entsprechen dem, was das Diagramm als vollständig über der Photosphäre ansieht. Das Zitat scheint die Photosphäre als die Region vom Tau ~ 2/3 Punkt bis zum Temperaturminimum zu betrachten, während die Grafik die Photosphäre als etwas deutlich Heißeres zu betrachten scheint. Andere Orte betrachten die Photosphäre als eine Schale mit einer Breite von Null, genau dort, wo Tau ~ 2/3 beträgt. Es ist alles nur die unterschiedliche Art und Weise, wie das Wort verwendet wird, es gibt nichts, worüber man sich Sorgen machen müsste.

Was positive und negative Höhen betrifft, warum sollte es Sie interessieren, welcher Punkt x = 0 genannt wird? Es ist völlig willkürlich, wo die Nullhöhe eingestellt wird, jede andere Quelle könnte wahrscheinlich eine andere Bedeutung für "die Spitze der Photosphäre" verwenden.

Sie sind also sicher, dass es 1E-06 g/cm^3 und nicht 1E-09 g/cm^3 ist? Können Sie eine maßgebliche, unabhängige Quelle angeben, die Ihre Schlussfolgerung stützt?
Ihr "warum interessiert es Sie, welcher Punkt x = 0 genannt wird?" ist unangemessen. Ein Diagramm der Dichte gegen die Tiefe benötigt einen Referenzpunkt. Der Gradient ist in dieser Region so steil, dass es absurd wäre, vom Zentrum der Sonne aus zu messen. Stattdessen ist die "Oberfläche" oder "x = 0" in diesem speziellen Fall ein viel besserer Bezugspunkt.
Schauen Sie sich diese Antwort an , in der sich alle Daten auf die Sonnenoberfläche beziehen.
Die Lage des Zentrums der Sonne interessiert hier nicht. Zur Unterstützung meiner Aussage zeigt die Grafik selbst, wo diese beiden Dichten erscheinen. Es ist also einfach eine andere Sprache darüber, was die „Photosphäre“ ausmacht. Die zitierte Aussage spricht nämlich von der Dichte beim Temperaturminimum, daher ist klar, dass sie die Photosphäre so betrachten, dass sie sich bis zum Boden der "Chromosphäre" erstreckt, die beim Temperaturminimum beginnt. Außerdem hat „die Sonnenoberfläche“ keine klare Bedeutung, da die Sonne ein Gas ist. Es ist also alles reine Semantik, die Grafik sagt alles, was Sie brauchen.
Ich suche hauptsächlich nach einer Antwort auf die Frage "Wie ist das Dichteprofil in der Photosphäre der Sonne?" Das "Welches davon ist falsch?" ist weniger wichtig; es ist okay, wenn beide falsch liegen. Die akzeptierte Antwort auf meine Frage wird wahrscheinlich ein Massendichteprofil der Photosphäre der Sonne zeigen oder verknüpfen, wie es von einem Modell definiert wird. "Sie wollen die Antwort auf Ihre Frage nicht wissen" oder "Astrophysiker sind sich nicht einig, wo die Photosphäre beginnt und endet" werden wahrscheinlich nicht akzeptiert.
Die Grafik gibt die gesuchten Informationen. Wenn Ihr Problem darin besteht, dass es in einem ziemlich kleinen Raum enthalten ist, dann suchen Sie nach einem ähnlichen Diagramm, das diesen Teil erweitert, schauen Sie sich andere Diagramme wie researchgate.net/figure/… an . Wenn Sie nach einem mathematischen Ausdruck suchen, ist er gegeben durch d rho /dr = -mg rho / kT, was durch eine Exponentialfunktion gelöst wird, die auf die Skala von H = kT/mg fällt, wobei m die durchschnittliche Partikelmasse ist.
Außerdem ist es eine einfache Tatsache, dass der Begriff "Photosphäre" vage ist und an verschiedenen Orten unterschiedlich verwendet wird. Ich kann dir nicht helfen, wenn du das nicht hören willst.
Wie ist das Dichteprofil in der Photosphäre der Sonne? Welche davon ist falsch?
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