IL SOLE

Il Sole è una stella come tante altre, che ci appare molto più grande solamente perché è estremamente più vicina a noi di qualunque altra stella del cielo. Al calore che, dal nucleo attraverso l’atmosfera, il Sole invia sulla Terra è legata la nostra stessa esistenza. Senza questa energia, la vita non avrebbe mai potuto svilupparsi e oggi non potrebbe sostenersi neanche per un istante.

Com’è nato il Sole

Il Sole è nato 4,6 miliardi di anni fa dalla contrazione di una nebulosa di idrogeno. La contrazione della nebulosa ha provocato al suo centro un riscaldamento della temperatura che, raggiunto il valore critico di circa 10 milioni di gradi, ha innescato le prime reazioni termonucleari di fusione dell'idrogeno in elio. Il Sole si è così acceso ed ha "spazzato" i gas della nebulosa protostellare verso le regioni più esterne del sistema solare, dando vita ai grandi pianeti gassosi (Giove, Saturno, Urano e Nettuno). Nella regione più interna si sono invece formati i pianeti rocciosi (Mercurio, Venere, Terra e Marte), più piccoli ma più densi e con una superficie solida.

La distanza del Sole

Si tramanda che il filosofo greco del V secolo a.C. Anassagora fosse stato espulso da Atene per aver affermato che il Sole è una roccia arroventata più grande di tutto il Pelopponneso. A quel tempo non si avevano le idee molto chiare sulla natura del Sole, ma in qualche modo Anassagora si allontanava dalle credenze religiose più diffuse azzardando delle teorie fisiche su quello che per noi terrestri è il più importante dei corpi celesti. Certamente Anassagora non poteva sapere, come oggi sappiamo, che il Sole è una stella come le altre, con l’importantissima caratteristica di essere, a differenza delle altre stelle, molto vicina alla Terra.

Pur così vicino da non assomigliare a prima vista a nessuna delle sue sorelle della notte, il Sole si trova ad una grandissima distanza da noi, ben 150 milioni di chilometri. La sua luce, che pur si propaga all’enorme velocità di 300 mila chilometri al secondo, impiega ben 500 secondi (più di 8 minuti) per giungere fino alla Terra: noi vediamo quindi il nostro astro del giorno non com’è ora, ma come era nel recente passato, cioè 8 minuti prima delle nostre osservazioni.

Il primo a tentare una stima della distanza del Sole fu, per quanto ne sappiamo, Aristarco di Samo, attorno al 270 a.C. . Aristarco trovò, con il metodo della triangolazione, una distanza di 4,8 milioni di chilometri. Successivamente, verso il 150 dopo Cristo, Tolomeo migliorò leggermente il valore della misura portandola a circa 8 milioni di chilometri.

Bisogna dire che Copernico, nel 1543, fece un passo indietro riducendola a poco più di 3 milioni di Km.

Keplero, nel 1618, la portò ad una valore di 22 milioni e finalmente, nel 1672, l’astronomo italiano G.D. Cassini indicò un valore quasi uguale a quello attualmente accertato, portando la distanza del Sole a 138,37 milioni di chilometri.

Il valore attuale, 149.600.000 chilometri, deriva dal metodo, nato negli Stati Uniti negli anni Sessanta, di misurare la distanza con il radar. In questo modo si è determinata con grande precisione anche un’importante unità di misura ampiamente usata in astronomia e cioè l’Unità Astronomica (U.A.), che vale appunto quasi 150 milioni di Km.

Le dimensioni del Sole

Il Sole è una sfera di gas, detto plasma, del diametro di 1.392.000 Km e la sua massa è pari a 1,99 x 1030 Kg, pari a circa 33 mila volte la massa della Terra. Il suo raggio all’equatore è pari a più di 100 volte quello della Terra e la sua massa è 743 volte quella totale di tutti i pianeti che gli girano attorno, mentre la sua densità media è 1,4 volte quella dell’acqua.

Visto dalla Terra, però, il disco solare non è molto differente da quello della Luna (a ciò è dovuta la possibilità di eclissi di Sole), e come questa ha dimensioni apparenti di circa mezzo grado.

E’ classificato come stella di tipo G2, cioè come un astro mediamente caldo (temperatura superficiale di 6.000 gradi circa) e di colore giallo. Le sue caratteristiche fisiche ne fanno una stella abbastanza comune e con dimensioni e temperatura sostanzialmente molto stabili nel tempo.

I movimenti del Sole

Come la Terra, anche il Sole ruota attorno a se stesso, ma molto più lentamente rispetto al nostro pianeta. Poiché si tratta di un corpo gassoso, ruota più velocemente all’equatore che in prossimità dei poli. La sua velocità di rotazione è di 25,4 giorni nelle regioni equatoriali e 33 giorni ai poli.

Il Sole si trova nella parte periferica della nostra Via Lattea ed impiega ben 250 milioni d’anni a compiere una rivoluzione attorno al centro della Galassia.

Sebbene ci paia difficile immaginare il Sole come una tra le tante stelle che popolano il nostro cielo, forse questo articolo ci farà capire che se noi lo vediamo così com’è è soltanto per la sua estrema vicinanza alla Terra e questo ridimensiona notevolmente la nostra figura in rapporto al Cosmo.

 

(2°parte)

L’atmosfera del Sole

Quando guardiamo il Sole, in realtà non stiamo osservando altro che la sua superficie, un sottilissimo strato di gas a temperatura relativamente bassa chiamato fotosfera. Insieme alla cromosfera ed alla corona, è l’unica regione del Sole che possiamo osservare direttamente. Fotosfera, cromosfera e corona costituiscono nel loro complesso l’atmosfera solare.

La fotosfera

L’energia prodotta nella fornace nucleare che si trova nel centro del Sole raggiunge la superficie, cioè quel sottilissimo strato solo apparentemente uniforme che è la fotosfera e da qui attraversa immensi spazi vuoti per raggiungere la Terra sotto forma di luce e di calore. La fotosfera è l’unica parte del Sole che in condizioni normali possiamo osservare da Terra. L’interno del Sole è infatti completamente nascosto ai nostri sguardi. La fotosfera si trova infatti subito al di sopra della zona dove l’energia viene trasmessa per convezione.
Fotosfera è un termine di origine greca che significa "sfera di luce", Si tratta di uno strato relativamente sottile e freddo la cui temperatura è di circa 6.000 gradi centigradi, poca cosa rispetto ai 15 milioni di gradi del nucleo.
La fotosfera è quindi formata da uno strato di gas estremamente sottile, il cui spessore è meno di un millesimo dell’intero raggio solare. E’ proprio dalla fotosfera che sfugge la radiazione luminosa che raggiungerà la Terra.
Ciò produce una caduta estremamente marcata della temperatura e della densità: la temperatura della superficie visibile è di circa 6.000 gradi, ma appena 500 km al di sopra della fotosfera, questa raggiunge un minimo di 4000 gradi, mentre la sua densità è bassissima, paragonabile a quella del vuoto più spinto che si può ottenere in un laboratorio terrestre.
La fotosfera è formata per il 90% da idrogeno, dall’8% di elio e da una piccola quantità di elementi pesanti (ad esempio ferro, calcio e sodio). Gli scienziati sono convinti che questa composizione sia la stessa del materiale da cui si è formato il Sole; naturalmente all’interno del Sole la situazione deve essere differente in quanto le reazioni di fusione possono aver modificatola miscela di elementi all’interno della nostra stella.
La fotosfera è in continuo movimento e ribolle letteralmente quando l’energia emerge in una rete di celle di granulazione larghe ciascuna 1000 km, chiamate granuli; queste non sono altro che la parte superiore di colonne di gas caldo che salgono trasportando calore alla fotosfera e di colonne di gas freddo, più pesante, che scendono, come in tutti i fenomeni convettivi. Nella ribollente fotosfera solare, oltre alla struttura fine che è la granulazione, si osserva un oscuramento di alcune regioni più o meno grandi. Queste sono le cosiddette Macchie Solari che sono delle zone della superficie solare, che possono avere una larghezza anche di 50.000 km, all’interno delle quali il gas è circa 1500 gradi più freddo della zona che lo circonda e perciò la regione appare scura per contrasto con il disco solare più caldo.

La cromosfera e la corona

Nel corso di un’eclisse di Sole, la Luna, interponendosi tra la Terra ed il Sole stesso, nasconde la brillante fotosfera e permette di osservare un sottile anello rossastro chiamato cromosfera (termine derivato dal greco che significa "sfera del colore"). La cromosfera è la parte interna dell’atmosfera solare, che si estende per circa 20.000 km al di sopra della superficie solare. La sua densità è compresa tra 1/1000 e 1/10000 della densità della fotosfera. Questa sezione dell’atmosfera solare è agitata da un continuo moto che produce la fuga nello spazio delle particelle che vanno a costituire il vento solare. La parte superiore non è uniforme, ma è composta da "spicole", lingue di gas ad alta temperatura che vengono proiettate a grande velocità all’interno della sovrastante corona, la quale costituisce la parte esterna dell’atmosfera del Sole, visibile ad occhio nudo solo in occasione delle eclissi solari. Negli osservatori astronomici viene invece osservata in qualsiasi momento mediante l’utilizzo di appositi strumenti, detti coronografi, appositamente adattati ai telescopi.
La corona si estende a grandissima distanza dal Sole e la sua temperatura è elevatissima, oltre un milione di gradi, ma la densità dei sui atomi è di poco superiore al vuoto interplanetario. Nella corona solare le formazioni più spettacolari sono le protuberanze, espansioni della materia della fotosfera e della corona interna in cui gli atomi emettono luce per cattura di elettroni.