Astrofisica

A cura di Corrado Ruscica

LA NOSTRA STELLA: IL SOLE pagina 2
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L’atmosfera del Sole, così come quella delle altre stelle, è sede di numerose pertubazioni che concorrono a formare quei fenomeni che caratterizzano l’attività solare o stellare. Questa attività solare è ciclica e nel caso del Sole il ciclo dura 11 anni. Durante le fasi di minimo dell’attività solare, l’atmosfera è prossima ad uno stato fisico chiamato di “Sole quieto”.

Gli strati più profondi dell’atmosfera solare costituiscono la fotosfera. Alla base della fotosfera, che si estende per circa 400 Km, la temperatura assoluta è di circa 6000°K e il minimo valore, 4000°K, viene raggiunto verso gli strati più esterni. Il livello a cui si ha il valore minimo della temperatura rappresenta la base dello strato di atmosfera chiamato cromosfera, che si estende per circa 7000 Km sopra la fotosfera. Al livello superiore della cromosfera, la temperatura può raggiungere anche qualche milione di gradi Kelvin e qui la densità può arrivare a valori dell’ordine di dieci miliardi di miliardi di volte inferiore a quella dell’aria che respiriamo. Questa regione dell’atmosfera solare è nota come corona e la Terra è come se vi fosse immersa durante il suo moto di rivoluzione.

E’ importante notare che radiazioni elettromagnetiche di diversa lunghezza d’onda provengono da strati diversi dell’atmosfera solare: le onde radio provengono dala corona e dalla parte alta della cromosfera; la radiazione IR lontana proviene da strati diversi della bassa cromosfera e fotosfera; l’IR vicino, la luce visibile e la radiazione UV provengono esclusivamente dalla fotosfera mentre l’UV estremo e i raggi-X sono dovuti alla cromosfera e alla corona.

Altre caratteristiche del Sole quieto sono la granulazione fotosferica, la granulazione cromosferica e le spiculae. La granulazione fotosferica, che si osserva solo in condizioni favorevoli, è costituita da elementi brillanti, di forma poligonale, e rappresenta la manifestazione superficiale dello strato convettivo.

Queste strutture possono raggiungere diametri dell’ordine di 50.000 Km e vengono chiamate supergranuli o celle di supergranulazione dove il gas sembra emergere dal centro e immergersi lungo i contorni.

Lungo i contorni delle celle di supergranulazione si addensano le spiculae, strutture di forma conica con una sezione alla base di circa 1000 Km di diametro per una altezza di circa 10.000 Km. La loro vita dura poco, circa 5-10 minuti. Sembra che le spiculae siano la manifestazione del meccanismo di trasporto dell’energia dagli strati sotto la fotosfera verso l’atmosfera più esterna.

      

A sinistra - La parte più interna (in bianco) è il nucleo, che contiene quasi metà della massa del Sole in appena il 2% del volume della stella. Il nucleo è la regione più calda e più densa della nostra stella, dove hanno luogo le reazioni nucleari che trasformano l'idrogeno in elio, producendo luce e calore. L'energia prodotta nel nucleo viaggia attraverso lo strato successivo dell'interno solare, la cosiddetta zona radiativa (in rosso chiaro), ed eventualmente raggiunge la zona convettiva (in rosso scuro), dove il trasporto del calore avviene attraverso il movimento continuo di enormi masse di gas. I moti convettivi sono responsabili della struttura "granulare" che caratterizza la superficie del Sole. Quest'ultima è detta anche fotosfera, perchè è lo strato solare nel quale viene emessa la maggior parte della luce visibile che raggiunge la Terra. (Credit: A.Marchini & M.Menichella). A destra - La sua superficie si presenta granulosa a causa dei moti convettivi che fanno affiorare dall'interno bolle di gas incandescente. Nella zona esterna, la corona, si vede una grande protuberanza. (Credit: SOHO-NASA/ESA)

o  Attività solare

Le complesse interazioni fra i campi magnetici e i moti del plasma nell’atmosfera solare danno luogo alle molteplici manifestazioni di attività che variano nel tempo e si concentrano in regioni fra loro interagenti che vengono chiamate Regioni Attive.

 

Un confronto di tre immagini riprese con lo strumento EIT (Extreme UltraViolet Imaging Telescope ) alla lunghezza d’onda di 195 Å in diversi anni che illustra come comincia ed aumenta il ciclo dell’attività solare. Il ciclo di 11 anni ha raggiunto poi il massimo nell’anno 2000. La temperatura della corona è di circa 1 milione di gradi Kelvin. Durante la fase di massimo, appaiono le macchie solari, brillamenti e protuberanze della corona. (Credit: SOHO-NASA/ESA)

La prima manifestazione in queste Regioni Attive, che può durare diversi mesi, è costituita dal sorgere di campi magnetici dovuti agli strati più bassi della fotosfera. Si tratta di campi magnetici discontinui, a forma di arco, legati ai processi fisici che avvengono negli strati esterni superficiali.

Immagine in falsi colori che mette in evidenza la struttura del campo magnetico solare. Le regioni scure sono sede di polarita' magnetica positiva, quelle chiare di polarita' negativa. (Credit: SOHO-NASA/ESA)

 

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