Il Sole: la nostra stella. Come funziona?

Distante dalla Terra mediamente 150 milioni di Km circa, il Sole è la stella a noi più vicina: senza la sua luce ed il suo calore la vita come noi la conosciamo non esisterebbe. Attorno al Sole orbitano i pianeti del Sistema Solare e i pianeti nani, i loro satelliti, altri corpi celesti minori e la polvere interstellare. La forza di gravità della nostra stella è in grado di attirare verso di sé i pianteti e gli altri corpi celesti del Sistema Solare, evitando il loro disperdersi nell’Universo.

Etimologia

Il termine Sole deriva dal latino sol, solis, derivato a sua volta dal sanscrito sûryas, in origine svaryas, la cui radice svar- significa “risplendere”. Dalla stessa radice deriva l’aggettivo greco séirios, originariamente swéirios, ovvero “splendente”.

Caratteristiche generali del Sole

Il Sole è una stella di dimensioni medio-piccole, classificata come una nana gialla e posizionata a circa 26 mila anni luce dal centro della nostra galassia, la Via Lattea. Collocata all’interno del Braccio di Orione, uno dei bracci della Via Lattea, la nostra stella madre è costituita principalmente da idrogeno ed elio e la sua temperatura superficiale raggiunge mediamente i 5.500°C. Il suo diametro all’equatore si aggira intorno al milione e 400 mila chilometri, cioè quasi 110 volte quello della Terra. La massa solare è pari a circa 332.946 volte la massa della Terra.

Fase attuale del Sole

Il Sole attualmente si trova in una fase di stabilità, durante la quale l’astro genera energia fondendo nel suo nucleo idrogeno in elio. Questo processo genera una grande quantità di energia, emessa nello spazio sotto forma di radiazioni elettromagnetiche (radiazioni solari), flusso di particelle (vento solare) e neutrini. La radiazione solare è emessa come luce visibile ed infrarossi e consente la vita sulla Terra, regolando anche il clima e i fenomeni meteorologici. Le reazioni di fusione nucleare che avvengono nel nucleo del Sole generano energia, a discapito però della sua massa, che diminuisce.

Struttura del Sole

La struttura interna del Sole è costituita da involucri concentrici che però, essendo gassosi, non hanno limiti netti. Dal centro verso l’esterno troviamo: il nucleo, la zona radiativa, la tachocline, la zona convettiva, la fotosfera e l’atmosfera, suddivisa a sua volta in cromosfera, zona di transizione e corona.

Nel nucleo, dove si raggiungono temperature di circa 15 milioni di gradi centigradi, avvengono le reazioni di fusione nucleare dell’idrogeno in elio, fonte dell’energia solare che viene assorbita dalla zona radiativa e trasmessa per irraggiamento agli strati superiori.

La tachocline è la zona di transizione tra la zona radiativa e la zona convettiva e segna il passaggio tra la parte più interna del Sole e quella esterna. Nella zona convettiva, l’energia termica viene portata agli strati più esterni del Sole, attraverso i moti convettivi.

La fotosfera è lo strato superficiale del Sole, dove avvengono fenomeni come le macchie solari e i flares e dove la temperatura si aggira intorno ai 5.500 °C. Al di sopra della fotosfera vi sono gli strati che costituiscono l’atmosfera solare: la cromosfera, che è un sottile strato caratterizzato da brillamenti visibili durante una eclissi totale di Sole con particolari apparecchiature; la zona di transizione, che appare come una sorta di alone attorno alla cromosfera; la corona, che è la parte esterna dell’atmosfera solare, si estende nello spazio per decine di milioni di chilometri, in modo tenue, ed è anch’essa visibile durante le eclissi solari totali con particolari apparecchiature.

Il campo magnetico solare

Il campo magnetico solare è all’origine di vari fenomeni, comunemente chiamati “attività solare”; tra essi troviamo il vento solare, le macchie solari e i brillamenti. Il campo magnetico solare si inverte ogni 11 anni circa, portando al cambio di polarità. Un ciclo solare è appunto un periodo di tempo della durata di 11 anni circa, durante il quale si verifica un aumento e poi una diminuzione del numero di macchie solari.

Macchie solari

Le macchie solari sono delle regioni della superficie del Sole caratterizzate da una temperatura inferiore rispetto alle aree circostanti e da una intensa attività magnetica. Osservate con particolari filtri, appaiono più scure rispetto al resto della fotosfera e la loro forma è molto variabile, come anche la dimensione. Le macchie solari seguono un ciclo regolare di circa 11 anni, con periodi di maggiore e minore attività.

Il vento solare

Il vento solare è un flusso di particelle generato dall’espansione della corona solare ed è emesso continuamente dal Sole. La magnetosfera, ovvero la regione di spazio circostante la Terra nel quale si manifesta l’azione del campo magnetico terrestre, è un prezioso scudo che ci protegge dai raggi cosmici e dal vento solare. L’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico della Terra produce il fenomeno dell’aurora polare.

Brillamenti solari

Il brillamento solare, in inglese solar flare, è un evento durante il quale viene rilasciata, in un tempo brevissimo, un’enorme quantità di energia da una regione localizzata sulla fotosfera del Sole; i brillamenti solari possono causare notevoli disturbi elettromagnetici sia sulla Terra che durante le missioni spaziali.

Nel video che segue, il Solar Dynamics Observatory (SDO) della Nasa ha ripreso uno spettacolare brillamento solare avvenuto il 24 agosto 2014.

Protuberanze solari

Una protuberanza solare è un getto di plasma solare che dalla cromosfera si estende fino alla zona della corona solare, raggiungendo altezze di centinaia di migliaia di chilometri.

Rotazione solare

Il Sole è una sfera di plasma, cioè gas altamente ionizzato ad elevata temperatura; non possedendo le caratteristiche di un corpo rigido, la nostra stella ruota attorno al suo asse in modo diverso a seconda della latitudine: all’equatore ruota più velocemente che non ai poli ed il suo periodo di rotazione, ovvero il tempo impiegato per compiere una rotazione completa sul proprio asse, varia tra i 25 giorni dell’equatore e i 35 dei poli. Il Sole, e con lui l’intero Sistema Solare, orbita attorno al centro della Via Lattea ad una velocità approssimativa di 230 Km al secondo.

Età del Sole

L’attuale età del Sole è stimata a 4,57 miliardi di anni e, considerando la vita media delle stelle simili, il Sole si trova a metà della sua evoluzione stellare. Tra circa 5 miliardi di anni, sarà destinato a spegnersi lentamente, quando esaurirà completamente l’idrogeno nel suo nucleo.

Osservazione del Sole

Osservare il Sole senza le dovute precauzioni è molto pericoloso e può portare alla cecità. Anche durante le eclissi, il Sole va osservato con filtri specifici destinati a questo scopo, che rendono sicura l’osservazione. L’osservazione diretta del Sole ad occhio nudo, anche per brevi periodi, può causare danni irreversibili agli occhi.

Il Sole nella cultura

Il Sole, che scandisce la nostra esistenza con le sue albe e i suoi tramonti, ha ispirato nel tempo artisti, letterati e poeti. Il profondo rapporto che lega da sempre gli esseri umani al Sole è espresso in numerosi pensieri, componimenti, riflessioni e aforismi che potete trovare a questo link: “Frasi sul Sole“.