האפלת שפה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
השמש כפי שצולמה בעת מעבר נגה על פני השמש. ניתן להבחין בהאפלת השפה שגורמת לכך שמרכזה בהיר יותר משפתה.
המקור הפיזיקלי להאפלת השפה. קו הראייה אל חלקים שונים בשמש מיתרגם למבט אל עומקים שונים בשמש. אור הנפלט משכבות נמוכות יכול (A) להיפלט רק כאשר מביטים אליו ישירות על קו הראייה, מבט אל שפתה של השמש מציג אור שנפלט בשכבות יותר גבוהות. (B)

האפלת שפה היא תופעה פיזיקלית שבה הבהירות הנראית של פני השמש או כוכב נחלשת ממרכזה אל שפתה. מקורה של תופעה זו בכך שפני הכוכב אינם אטומים, אלא בעלי מידה מסוימת של שקיפות המאפשרת לצפות לעומק של כמה מאות קילומטרים לתוך שכבת הפוטוספירה. תופעה זו נראית באופן ברור במיוחד בשמש בזכות קרבתה לכדור הארץ ביחס לכוכבים, אולם תופעות פיזיקליות נוספות מאפשרות לצפות בהאפלת השפה גם בכוכבים מסוימים. בירח לדוגמה, לא נצפית תופעת האפלת שפה, מפני שפניו מוצקים ואטומים.

מבט אל מרכז השמש, שם בהירותה מרבית מכוון שבכיוון זה עומק החדירה מיתרגם למבט אל מרחק קטן ממרכז השמש בו הטמפרטורה גבוהה יותר. מבט אל שפת השמש, שם בהירותה נמוכה יותר, נגרם מכך שחדירה לאותו עומק אופטי מיתרגם למבט אל אזור הרחוק יותר ממרכזה. מראה האפלת שפת השמש תלוי בנקודת המבט של הצופה, וכאשר השמש סובבת סביב צירה אזורים שנעים משפתה למרכז מתבהרים ומוחשכים בהמשך הסיבוב לעבר שפתה השנייה. תופעת האפלת השפה נצפית נוסף לשמש גם בכוכבים שונים, במיוחד בכוכבים משתנים לוקים וכוכבים בעלי כוכבי לכת.

תופעת האפלת השפה נובעת משני תהליכים פיזיקאליים מנוגדים זה לזה: שכבה פנימית יותר הינה חמה יותר ושטף הקרינה ממנה יהיה גדול יותר, אולם ההסתברות שפוטון שנפלט משכבה פנימית ייפלט מפני השמש קטנה ככל שמקורו בשכבה עמוקה יותר. במרכז השמש הטמפרטורה מגיעה לכ-15 מליון מעלות, בעוד שבפניה הטמפרטורה היא כ-6,000 מעלות בלבד, משמעותה של ירידת טמפרטורה זו היא ירידה בעוצמת האור שנפלטת מכל שכבה בתלות בטמפרטורה כפי שמתואר על ידי חוק סטפן-בולצמן. הפוטוספירה אטומה באופן חלקי, ולכן פוטון שנפלט בתוככי השמש עשוי להיבלע לפני שיצא מן השמש, חוק בר-למברט מתאר את הירידה בהסתברות של פוטון לחצות דרך אופטית מסוימת מבלי להיבלע, ומשמעותו ששכבות שנמצאות בעומק אופטי גדול יותר יתרמו פחות להארה. השפעות פנימיות אלו לא משתנות באופן משמעותי בתוך השמש, אולם היטלן על קו ראייה של צופה המרוחק מן השמש תלוי בקו הראייה.