Jabarkan Fotosfer dari Matahari

Permukaan matahari yang tampak, fotosfer, adalah lapisan yang di bawahnya matahari menjadi opak terhadap cahaya tampak. Di atas fotosfer, sinar matahari yang tampak bebas berkelana ke angkasa dan energinya terlepas sepenuhnya dari matahari. Perubahan opasitas diakibatkan oleh berkurangnya jumlah ion H− yang mudah menyerap cahaya tampak. Sebalinya, cahaya tampak yang kita lihat dihasilkan dalam bentuk elektron dan bereaksi dengan atom hidrogen untuk menghasilkan ion H−.

Tebal fotosfer puluhan sampai ratusan kilometer, sedikit kurang opak daripada udara di Bumi. Karena bagian atas fotosfer lebih dingin daripada bagian bawahnya, citra matahari tampak lebih terang di tengah daripada pinggir atau lengan cakram matahari; fenomena ini disebut penggelapan lengan. Spektrum sinar matahari kurang lebih sama dengan spektrum benda hitam yang beradiasi sekitar 6.000 K, berbaur dengan jalur penyerapan atomik dari lapisan tipis di atas fotosfer. Fotosfer memiliki kepadatan partikel sekitar 1023 m−3 (sekitar 0,37% jumlah partikel per volume atmosfer Bumi di permukaan laut). Fotosfer tidak sepenuhnya terionisasikan—cakupan ionisasinya sekitar 3%—sehingga nyaris seluruh hidrogen dibiarkan berbentuk atom.

Selama penelitian awal terhadap spektrum optik fotosfer, beberapa jalur penyerapan yang ditemukan tidak berkaitan dengan elemen kimia apa pun yang dikenal di Bumi saat itu. Pada tahun 1868, Norman Lockyer berhipotesis bahwa jalur-jalur penyerapan ini terbentuk oleh elemen baru yang ia sebut helium, diambil dari nama dewa matahari Yunani Helios. Dua puluh lima tahun kemudian, helium berhasil diisolasi di Bumi.