¿Por qué las manchas solares parecen oscuras?

Las manchas solares, como esta, aparecen oscuras:

¿Por qué?

Las manchas solares típicas tienen una región oscura (umbra) rodeada por una región más clara, la penumbra. Mientras que las manchas solares tienen una temperatura de aproximadamente 6300 ° F (3482.2 ° C), la superficie del sol que lo rodea tiene una temperatura de 10,000 ° F (5537.8 ° C).

De este recurso de la NASA :

Las manchas solares son en realidad regiones de la superficie solar donde el campo magnético del Sol se concentra más de 1000 veces. Los científicos aún no saben cómo sucede esto. Los campos magnéticos producen presión, y esta presión puede hacer que el gas dentro de la mancha solar esté en equilibrio con el gas fuera de la mancha solar ... pero a una temperatura más baja. Las manchas solares son en realidad varios miles de grados más frías que la superficie del Sol de 5,770 K (5496.8 ° C) y contienen gases a una temperatura de 3000 a 4000 K (2726.9 - 3726.8 ° C). Son oscuros solo en contraste con la superficie solar mucho más caliente. ¡Si pusieras una mancha solar en el cielo nocturno, brillaría más que la Luna Llena con un color naranja carmesí!

Las manchas solares son áreas de intensa actividad magentica, como es evidente en esta imagen:

Puedes ver cómo el material se estira en hebras.

En cuanto a la razón , es más frío que el resto de la superficie:

Aunque los detalles de la generación de manchas solares siguen siendo objeto de investigación, parece que las manchas solares son las contrapartes visibles de los tubos de flujo magnético en la zona convectiva del Sol que se "enrollan" por rotación diferencial . Si la tensión en los tubos alcanza un cierto límite, se enroscan como una banda elástica y perforan la superficie del sol. La convección se inhibe en los puntos de punción; el flujo de energía desde el interior del sol disminuye; y con ella la temperatura de la superficie.

En general, las manchas solares aparecen oscuras porque son más oscuras que la superficie circundante . Son más oscuros porque son más fríos, y son más fríos debido a los intensos campos magnéticos en ellos.

Las manchas solares son más frías porque sus campos magnéticos inhiben la reposición del calor de los flujos convectivos (debido a la interacción entre el plasma y los campos magnéticos). Esto les permite enfriarse radiantemente. El resto de la superficie solar se repone constantemente mediante células convectivas que la recalientan.

El plasma solar en la fotosfera se irradia aproximadamente como un cuerpo negro, lo que significa que el espectro de energía (y longitud de onda) de la radiación sigue la función Plank. La función de tabla aumenta y disminuye con la temperatura en todas las energías (y longitudes de onda). El brillo de un cuerpo negro a una energía dada (o longitud de onda) está determinado por el valor de la función de tabla en esa energía.

La imagen que mostró se tomó en el 'continuo fotosférico', que es una parte dominada por el cuerpo negro del espectro de radiación. Entonces, debido a que las manchas solares son frías (en comparación con su entorno), esto significa que su función de tabla es menor que su entorno y, por lo tanto, su brillo es menor, lo que hace que aparezcan oscuros en la imagen.