Il termine "sole" deriva dal latino “sol,solis” e significa “colui che risplende”.
Le zone più interne del Sole (nucleo e zona radiativa) presentano elevatissimi valori di temperatura e pressione, e la materia si trova quindi in uno stato degenere detto plasma. Le zone più esterne (zona convettiva, fotosfera, cromosfera e corona solare) non possiedono temperature e pressioni sufficienti per lo stato di plasma, la materia si trova sotto forma di gas. Il risultato è che il Sole non è un corpo solido, ed è soggetto ad una rotazione differenziale dove le diverse parti ruotano a velocità diverse: per esempio, l'equatore ruota più velocemente dei poli. La rotazione differenziale porta ad una distorsione delle linee di campo magnetico nel tempo, che raggiunto un livello critico, formano le macchie solari. La superficie solare è estremamente turbolenta, viene chiamata fotosfera e, oltre alle macchie, ospita numerosi fenomeni come le eruzioni solari. La corona solare, è situata subito sopra la superficie solare, ed è molto rarefatta.
Il nucleo è la zona più interna del Sole, dove avvengono le reazioni termonucleari di fusione dell'idrogeno. Trovandosi, come è logico, a grande profondità, è anche la parte meno facile da studiare.
Il nucleo possiede il 10% del volume totale del Sole e la sua temperatura si aggira sui 15 milioni kelvin.. Date queste condizioni fisiche, la materia si trova sotto forma di plasma, e gli atomi di idrogeno si scindono in protoni ed elettroni, che a causa della grande pressione, possono venire compressi fra loro e formare una atomo di elio, sprigionando una grande quantità di energia.
Situata all'esterno del nucleo, ne assorbe l'energia prodotta e la trasmette per irraggiamento agli strati superiori. Pressione e temperatura sono ancora abbastanza elevate da mantenere la materia in stato di plasma.
In questa fascia avviene il trasferimento dell'energia sprigionata dal nucleo verso lo strato superiore, la zona convettiva; la zona radiativa appare priva di moti convettivi: infatti, mentre la materia diventa più fredda a quote crescenti, il gradiente di temperatura è minore di quello del tasso di caduta adiabatico. Il calore è trasferito dalla radiazione, ossia ioni di idrogeno ed elio emettono fotoni, che viaggiano attraverso una breve distanza prima di essere riassorbiti da altri ioni. In questo modo, l'energia viene trasferita verso gli strati più esterni in maniera molto lenta.
La zona convettiva si trova nella parte superiore del Sole.
Il plasma solare non è denso e caldo come negli strati inferiori, così l'energia ed il calore non vengono trasferiti attraverso le radiazioni. In questo strato infatti la materia più calda viene portata in superficie attraverso i moti convettivi. Una volta raffreddata, la materia sprofonda alla base della zona convettiva, dove riceve nuovamente il calore proveniente dalla zona radiativa. A differenza dello strato sottostante dunque, nella zona convettiva la materia è in costante movimento.
Le colonne termali della zona convettiva formano un'impronta della superficie solare, in forma di granuli solari o supergranuli. Questo constante movimento tipico della zona convettiva fa sì che il Sole possieda un forte campo magnetico con poli.
La fotosfera è lo strato superficiale del Sole, ossia la zona di emissione della luce visibile. Si tratta dunque anche dello strato visibile, da dove l'energia proveniente dall'interno è libera di propagarsi nello spazio. Inoltre questa è sede di fenomeni come le macchie solari. All'osservazione diretta la fotosfera presenta una superficie granulosa, poiché vi sono presenti i grani convettivi, ossia le emissioni di calore che emerge dagli strati interni tramite i moti convettivi.
Poiché gli strati superiori della fotosfera sono più freddi di quelli più profondi, l'immagine del Sole appare più luminosa al centro, e si fa più tenue via via che si procede verso il bordo del perimetro del disco visibile; questo fenomeno è chiamato oscuramento al bordo, ed è causato da un fenomeno di prospettiva.
Sulla fotosfera si possono osservare delle macchie, zone più scure, con temperatura più bassa (la zona più interna è chiamata ombra, mentre il bordo semiombra). Variano molto come misura, e hanno un ciclo di 11 anni.
Durante un'eclissi di Sole totale, la corona solare può essere vista anche ad occhio nudo.
Gli strati del Sole al di sopra la fotosfera sono chiamati col nome collettivo di atmosfera solare. Questi strati possono essere osservati con telescopi in grado di osservare tutte le bande dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma passando per la luce visibile: la cromosfera, la zona di transizione, la corona e l'eliosfera.
Qui si trova anche lo strato più freddo del Sole: si tratta di una fascia chiamata regione di minima temperatura (temperature minimum in inglese): quest'area è sufficientemente fredda per consentire l'esistenza del monossido di carbonio e dell'acqua, le quali linee di assorbimento sono ben visibili nello spettro solare.
Al di sopra della fotosfera si trova una sottile fascia spessa circa 2000 km, chiamata cromosfera , a causa dei suoi brillamenti colorati visibili subito prima e subito dopo le eclissi totali di Sole; in relaltà, lo strato è trasparente. Questo è interessato da diversi fenomeni emissivi come le spicule e le protuberanze solari.
Zona di transizione
La zona di transizione è una regione posta esternamente rispetto alla cromosfera, ma internamente rispetto alla corona solare. Inoltre forma una sorta di nube attorno a formazioni della cromosfera come le spicole ed i filamenti, ed è in moto costante e caotico. La zona di transizione non è visibile facilmente dalla Terra, ma è ben rilevabile dallo spazio attraverso strumenti sensibili ai raggi ultravioletti.
La corona solare è la parte più esterna dell'atmosfera solare, non ha limiti definiti e si estende per decine di milioni di chilometri in modo molto tenue. È costituita da particelle di gas ionizzate e la sua temperatura è molto elevata .questa viene misurata in temperatura cinetica. Inoltre la corona solare può in un certo senso dirsi estesa sotto forma di vento solare per l'intero sistema solare e oltre.
L’eliosfera si estende fino ai bordi esterni del sistema solare. Le forze dinamiche e di turbolenza all'esterno di questo limite interno non possono comunque influenzare la forma della corona solare. Il vento solare viaggia in maniera continua attraverso l'eliosfera, formando il campo magnetico solare in forma spiraleggiante, fino a che questo non si scontra con l'eliopausa.
A causa delle sue alte temperature, la materia nel Sole appare sotto forma di plasma e gas. Questa natura non solida del Sole fa sì che la nostra stella ruoti più velocemente all'equatore: ciò causa una forte deformazione delle linee del campo magnetico, che appaiono aggrovigliate su se stesse, sulle quali si agganciano le eruzioni solari, che formano grandi anelli di materia incandescente, noti come anelli coronali. Queste deformazioni danno origine alla dinamo solare e ad un ciclo solare della durata di circa 11 anni, durante il quale l'attività magnetica aumenta e diminuisce.
La luce solare è estremamente forte e guardare direttamente il Sole ad occhio nudo, anche per brevi periodi, può essere doloroso, ma non particolarmente dannoso per un normale occhio con le pupille non dilatate. Un'osservazione prolungata senza precauzioni può tuttavia causare una sensazione luminosa di puntini o scintille, nota come fosfene, ed una temporanea cecità parziale.L'esposizione ai raggi ultravioletti causa nel corso degli anni una progressiva opacizzazione del cristallino ed è considerata una delle principali cause di cataratta. Vedere il Sole attraverso strumenti ottici che concentrano la luce come i binocoli è rischioso senza l’uso di adeguati filtri che bloccano gli ultravioletti e riducono l’intensità della radiazione luminosa.
