"พื้นผิวดวงอาทิตย์" หมายความว่าอย่างไร 

ดวงอาทิตย์เป็นก้อนก๊าซ ดังนั้น การกล่าวถึง "พื้นผิว" จึงดูไม่มีความหมายอย่างใดตามสามัญสำนึก ถ้าเรามองดูขอบดวงอาทิตย์ ก็น่าจะได้เห็นขอบของมันเลือนลางไม่ชัดเจน แต่ความจริงถ้าเราส่องดูดวงอาทิตย์โดยกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งมีอุปกรณ์กรองแสงและความร้อนจัดเพื่อป้องกันอันตรายแก่ดวงตา จะเห็นว่าขอบของดวงอาทิตย์นับว่าคมพอใช้ ข้อนี้อาจทำให้เกิดความสนเท่ห์ว่าเหตุใดก้อนก๊าซนี้จึงมีขอบคมชัดเจน อย่างไรก็ตามเมื่อนักดาราศาสตร์ได้นำหลักเกณฑ์ทางฟิสิกส์เกี่ยวกับการทับถมกันหนาแน่นของก๊าซ และเกี่ยวกับการแผ่รังสีของก๊าซร้อนมาใช้คำนวณทดสอบดู ก็พบว่าที่ขอบของก้อนก๊าซ (คือดวงอาทิตย์) นี้ ความเข้มของรังสีที่แผ่กระจายออกมาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงระยะทางสั้นๆ ตามแนวเส้นรัศมีเข้าสู่ศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ระยะนี้สั้นมาก เมื่อเทียบกับรัศมีของดวงอาทิตย์เอง จนกระทั่งอุปกรณ์สามัญที่เราใช้สำรวจก็ส่องเห็นเป็นขอบสว่างซึ่งค่อนข้างคมได้ 

เราอาจพิจารณาขอบของดวงอาทิตย์ที่สำรวจได้ในแสงสว่างธรรมดานี้ให้ละเอียดถี่ถ้วนขึ้นอีกเล็กน้อย ถ้าเรามองตามแนวที่ผ่านขอบดวงอาทิตย์เหนือขอบดวงเล็กน้อย เราอาจจะมองเห็นของที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ออกไปได้ เพราะว่าก๊าซของดวงอาทิตย์ยังไม่ทึบบังเสียหมดต่อเมื่อเราค่อยเลื่อนแนวเล็งนั้นใกล้ขอบดวงอาทิตย์มากเข้า ก๊าซของดวงอาทิตย์จะบังแนวเล็งยิ่งขึ้น ในที่สุดเมื่อเลื่อนเข้าชิดดวงอาทิตย์ถึงระดับหนึ่ง แสงสว่างจากวัตถุที่อยู่ข้างหลังดวงอาทิตย์ จะผ่าน มาไม่ได้เลย เพราะก๊าซของดวงอาทิตย์ทึบบังหมดพอดี ในกรณีนี้แสงสว่างที่มาเข้าตาหรืออุปกรณ์ของเรามาจากก๊าซในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ทั้งหมดที่ระดับนี้เอง เราเห็นขอบคมของดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์ได้กำหนดใช้ระดับนี้เป็นระดับ "พื้นผิว" ของดวงอาทิตย์ เพื่อความสะดวก ในการกล่าวถึงสภาพของก๊าซในระดับต่างๆ ที่สูงขึ้นมา หรือที่ลึกลงไปภายในดวงอาทิตย์  แผนภาพในหน้านี้แสดงการเห็นขอบคมของดวงอาทิตย์ และระดับลึกลงไปในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ซึ่งอาจมองเห็นลงไปได้ตามตำแหน่งต่างๆ บนตัวดวง ตามหลักความสัมพันธ์ของความลึกและความทึบต่อรังสีของก๊าซในบรรยากาศของดวงอาทิตย์

แผนภาพแสดงทางเดินของแสงสว่างจากระดับลึกต่างๆ ภายในดวงอาทิตย์

ในแผนภาพนี้ ชั้นก๊าซในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ถูกขยายสัดส่วนให้หนาขึ้นเกินความจริง เมื่อเทียบกับส่วนในของดวงอาทิตย์ เพื่อแสดงหลักเกณฑ์ที่กล่าวถึงให้ชัดเจนขึ้น

(ก) เป็นวัตถุสมมุติอยู่เบื้องหลังของดวงอาทิตย์ ไกลออกไปในแนวทางตรงข้ามกับผู้สังเกตการณ์ ถ้าลำแสงจาก (ก) ซึ่งเดินทางมายังผู้สังเกตการณ์ เฉียดบรรยากาศของดวงอาทิตย์ และถูกดูดไว้โดยก๊าซในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ไม่หมด โดยเหลือมาถึงตาหรืออุปกรณ์ของผู้สังเกตการณ์ได้ ก็นับว่าแนวทางเดินของลำแสงนั้นยังไม่ถึงขอบดวง แต่ถ้าเลื่อนแนวลำแสงนี้ใกล้ดวงอาทิตย์มากเข้า จนถึงระดับที่แสงสว่างถูกดูดโดยก๊าซที่หุ้มห่อดวงอาทิตย์พอดี ก็ถือว่าระดับนั้นเป็นขอบดวงอาทิตย์ เช่น ถ้าแสงจากจุด (ข) เดินทางมาถึงผู้สังเกตการณ์ได้พอดี ก็นับว่าแนวเส้นทางเดินแสงนั้นเฉียดขอบดวงอาทิตย์พอดี 

เมื่อเราพิจารณาแสงสว่างที่มาจากภายในขอบดวงอาทิตย์ยิ่งใกล้กลางดวงเข้า แสงยิ่งมาจากระดับลึกยิ่งขึ้นตามลำดับ ทั้งนี้เป็นเพราะแสงมาจากระดับที่มีความทึบรวมเท่ากัน แสงที่ใกล้ขอบดวงมาจากระดับที่สูงกว่าในบรรยากาศ จึงมีอุณหภูมิและความหนาแน่นต่ำกว่าแสงที่มาจากแถบกลางดวงซึ่งมาจากระดับลึกลงไปภายในดวงมีอุณหภูมิสูงกว่า ดังนั้นดวงอาทิตย์จึงปรากฏแสงสว่างมากที่กลางดวง และมืดคล้ำที่ใกล้ขอบดวง

ถ้าเราส่องดูตรงกลางของดวงอาทิตย์ เราอาจมองลึกลงไปจากระดับพื้นผิวนี้ได้ประมาณ ๒๕๐ กิโลเมตร ถัดจากนั้นลงไป เนื้อสารของดวงอาทิตย์จะหนาทึบยิ่งขึ้น แสงสว่างจากก๊าซในระดับที่ลึกกว่านี้ไม่สามารถผ่านออกมาสู่อวกาศได้โดยตรง ต้องมีการถ่ายทอดโดยสะท้อน หรือ กระจายไปในทิศต่าง ๆ โดยอะตอมของก๊าซที่อยู่ในระดับสูงขึ้นมาเสียก่อน