La photosphère
La photosphère est la couche du Soleil que nos yeux perçoivent : c'est elle qui émet la lumière visible. D'une épaisseur d'environ 500 kilomètres seulement, elle marque la limite entre les couches internes du Soleil, où l'énergie est transportée par convection et rayonnement, et l'atmosphère solaire supérieure, composée de la chromosphère et de la couronne.
Sa température moyenne est d'environ 5 800 K, mais elle n'est pas uniforme : des différences locales créent un aspect granuleux observable avec des instruments adaptés. Ces formes sont les sommets de cellules de convection, larges de quelques centaines de kilomètres, où la matière chaude monte, rayonne son énergie, puis redescend en se refroidissant. Ce brassage constant renouvelle la surface solaire.
La photosphère est aussi le théâtre d'intenses phénomènes magnétiques. C'est dans cette couche que se forment les taches solaires et que se manifestent les lignes de champ magnétique émergeant de l'intérieur du Soleil. Ces champs jouent un rôle déterminant dans la dynamique du vent solaire et des éruptions qui affectent l'ensemble du Système solaire.
Le spectre lumineux de la photosphère a été étudié dès le XIXᵉ siècle. Joseph von Fraunhofer y a découvert les fameuses raies sombres qui portent son nom : elles correspondent à des longueurs d'onde absorbées par les différents éléments présents dans l'atmosphère solaire. L'analyse de ces raies a permis de déterminer la composition chimique du Soleil : essentiellement hydrogène (environ 74 %) et hélium (environ 24 %), avec une faible proportion d'éléments plus lourds comme l'oxygène, le carbone ou le fer.
Cette couche, bien que mince, joue un rôle crucial pour la physique stellaire. Elle représente la frontière observable entre la matière dense du Soleil et son atmosphère ténue. Les variations de luminosité, de température et de structure de la photosphère sont surveillées en permanence, car elles fournissent des indices sur les processus internes du Soleil et sur son cycle d'activité.