Geologia e Litologia 6 Il Sole

IL SOLE
Il Sole ha la particolarità di emettere luce propria. Nel Sistema Solare, è l'unico corpo
con questa caratteristica. I pianeti riflettono semplicemente la sua luce.
Passaggio di
Venere di
fronte al Sole,
che mostra le
dimensioni
relative della
nostra stella
anche rispetto
alla Terra, il
cui diametro è
molto simile a
quello di
Venere.
MASSA E ACCELERAZIONE DI GRAVITA’
La massa del Sole è più di
300.000 volte quella della
Terra. Il suo raggio è circa
100 volte quello della Terra.
La forza di gravità è
proporzionale alla massa del
corpo, e inversamente
proporzionale alla distanza al
quadrato. Sulla superficie del
Sole, g è circa 28 volte più
grande che sulla superficie
della Terra.
Una persona che sulla Terra
pesa 70 kg, vicino al Sole
peserebbe quasi 2000 kg.
LA STRUTTURA DEL SOLE
Nucleo
Generazione
di energia
per fusione
nucleare
Zona
Radiativa
Qui l’energia è
trasportata
verso l’alto dai
fotoni
Zona
Convettiva:
Dove l’energia
è trasportata
verso l’alto da
gas caldi in
risalita
Fotosfera:
Superficie
visibile del
Sole
Al di sopra della
fotosfera, i gas solari
si estendono nello
spazio per distanze
anche di migliaia di
chilometri, formando
l'atmosfera solare, che
diviene sempre più
rarefatta e più
trasparente mano a
mano che si procede
verso l'esterno.
L'atmosfera solare è
distinta in due regioni:
•La cromosfera
•La corona
Cromosfera
La cromosfera è lo strato
gassoso che sovrasta
immediatamente la
fotosfera fino ad
un'altezza di circa 15.000
km, visibile nel corso di
un’eclisse di Sole.
Corona
La corona solare si estende, oltre
la cromosfera, fino a distanze di
milioni di chilometri ed è
costituita da un gas estremamente
rarefatto. Questo spiega il fatto
che essa non sia normalmente
visibile, così come invece lo è la
fotosfera, ma appare in tutto il
suo splendore solo durante le
eclissi totali di Sole, con una
luminosità circa uguale a quella
della Luna piena.
La temperatura della corona
solare è di qualche milione di
gradi.
La forma della corona e la sua
estensione possono cambiare
fortemente in concomitanza con
l’attività solare:
con il Sole attivo si presenta di
forma circolare e simmetrica,
mentre è fortemente asimmetrica
nei periodi di Sole calmo.
Forma della
corona in base
all’andamento
ciclico dell'attività
solare.
Vento
solare:
Flusso di
particelle
cariche
(elettroni e
protoni)
dalla
superficie
del Sole
Come esce dal Sole l’energia
prodotta nel nucleo?
Nella zona radiativa, che ha uno spessore di 300.000 km, l’energia prodotta nelle
profondità del Sole risale sotto forma di radiazioni elettromagnetiche (fotoni, raggi
gamma, etc).
ZONA CONVETTIVA
Processi di convezione (gas caldi in risalita) portano l’energia in
superficie; i gas freddi ridiscendono nella zona convettiva
Per effetto della granulazione, la fotosfera appare costituita da un insieme di zone
separate. Questo fenomeno è causato dal moto turbolento delle diverse celle di gas
che risalgono fino alla superficie del Sole.
Se si riesce a sparare un proiettile a
velocità abbastanza alta, esso si perde
nello spazio. Per la Terra questa velocità è
circa 40 mila km/ora, mentre per il Sole è
maggiore di 2 milioni di km/ora. È una
velocità molto elevata, ma a causa della
temperatura elevatissima e il moto delle
particelle molto veloce, queste ricevono
spesso una spinta molto forte e
abbandonano il Sole.
In tal modo si calcola che il Sole perda
109 Kg di massa al secondo.
Questa perdita di massa dal Sole
corrisponde alla formazione del vento
solare.
Confrontando questa cifra con la massa
del Sole, con questo ritmo ci vorrebbero
100 mila miliardi di anni per consumare
tutta la nostra stella. Come il Sole, anche
tutte le altre stelle perdono massa tramite
questo processo di perdita di singole
particelle, che viene chiamato vento
stellare.
IL VENTO SOLARE
LE AURORE POLARI
La magnetosfera terrestre forma un
involucro invisibile attorno al nostro
pianeta la cui forma ricorda quella di
una cometa: dal lato opposto al Sole
la cavità si allunga per oltre 10 raggi
terrestri (1 raggio terrestre = 6371
km) mentre la parte rivolta al Sole è
compressa dal vento solare.
La magnetosfera devia quasi del tutto
il flusso delle particelle del vento
solare, mentre le particelle che, in
condizioni particolari, riescono a
penetrare nella magnetosfera
esclusivamente in aree polari, sono
costrette a seguire le linee del campo;
gli elettroni e protoni immessi nella
magnetosfera dal vento solare sono
incanalati dalle linee di forza ed in
vicinanza dei poli magnetici urtano
gli strati superiori dell'atmosfera,
provocando l'emissione di luce (negli
atomi colpiti dal vento solare, gli
elettroni cambiano configurazione e
quando ritornano allo stato
fondamentale emettono frequenze
corrispondenti al verde e al rosa).
LE
AURORE
POLARI
ESEMPIO DI AURORA INTERPLANETARIA
I BRILLAMENTI SOLARI
Mentre il vento solare
rappresenta la norma, in
periodi di forte attività del
Sole possono essere
generati i brillamenti
solari, che inviano
scariche particelle cariche
nello spazio, generando
tempeste magnetiche.
Le tempeste magnetiche
associate ai brillamenti
possono impedire le
comunicazioni radio, e
danneggiare satelliti
orbitanti, oltre a causare
aurore particolarmente
brillanti.
LE MACCHIE SOLARI
Se osservate il Sole con un telescopio o con un
binocolo potete notare che la nostra stella presenta
alcuni "punti scuri", detti macchie solari.
Si tratta di aree che appaiono più scure rispetto alla
fotosfera perché, rispetto a quest'ultima, hanno una
temperatura inferiore, cioè circa 4000°C, rispetto ai
5700°C della fotosfera.
Sono di dimensioni variabili (da 7.000 a 50.000 Km
di diametro) e talvolta sono visibili anche ad occhio
nudo. Sono originate dall'intenso campo magnetico
del Sole, che in alcuni punti impedisce la risalita dei
gas e del calore dall'interno della stella, provocando
così la formazione di regioni più fredde, e quindi più
scure.
Le macchie solari vanno dalle dimensioni di un
granulo fino alle dimensioni della distanza TerraLuna. Esse si muovono mettendo in evidenza la
rotazione del Sole, che avviene in circa 25 giorni
all'equatore e in circa 34 giorni vicino ai poli. A
differenza dei corpi solidi il periodo di rotazione del
Sole non è quindi lo stesso per tutti i punti.
LA FORMAZIONE DELLE MACCHIE SOLARI
LE ECLISSI
Quando la Luna, muovendosi attorno alla Terra,
passa davanti al Sole, viene illuminata e lascia
dietro di sé un cono d’ombra ed un cono di
penombra. Chiunque si trovi all'interno
dell’ombra o della penombra vedrà il Sole
totalmente o parzialmente oscurato da un’eclisse
totale o parziale, rispettivamente.
A volte si può avere un’eclisse detta anulare,
originata dal fatto che la Luna si trova ad una
distanza dalla Terra tale per cui non è in grado di
coprire completamente il Sole, pur essendosi
verificate le condizioni per un’eclisse totale (Luna
Nuova e centro del disco lunare che passa per il
centro del disco solare). Nel momento di
massima copertura, rimane scoperto un anello
esterno sul disco del Sole, da cui il nome.
RIASSUNTO
Il Sole è una sfera di gas, ed è il corpo di massa più grande del Sistema Solare.
Al suo interno si sviluppano una temperatura e una pressione eccezionali,
necessarie per controbilanciare il suo stesso peso.
La pressione è un effetto del moto di agitazione delle particelle del gas (atomi),
il quale è misurato dalla temperatura. Al centro del Sole la temperatura è
attorno a 15 milioni di gradi e il moto delle particelle è così violento che
provoca la fusione delle particelle in particelle più pesanti con produzione di
energia.
L'energia viene liberata sotto forma di luce sulla superficie del Sole (la
fotosfera). La luce illumina tutti gli altri corpi del Sistema Solare, trasportando
energia dal corpo che la emette al corpo che la assorbe. La temperatura che
abbiamo sulla Terra è dovuta al fatto che la Terra assorbe la luce del Sole e la
trasforma in calore.