SOLE
"LA NOSTRA STELLA"

Fin dall’antichità il sole è stato considerato un Dio, colui che permette alla flora e alla fauna terreste di crescere rigogliosa. Ma con il passare del tempo, con le varie scoperte scientifiche, siamo arrivati a comprendere meglio il suo funzionamento e ci siamo accorti che il Sole, permette la vita sulla terra, ma in futuro sarà lui stesso a distruggerla

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Facciamo un passo indietro, ma cos’è il Sole?

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Il sole è la Stella del nostro sistema Solare, con la sua gravità governa le orbite dei pianeti e degli oggetti che ricadono in prossimità del suo campo gravitazionale, le sue dimensioni, paragonate al nostro pianeta sono gigantesche (il diametro del Sole e circa 110 volte quello terrestre), ma su scala “stellare” le sue dimensioni sono a dir poco modeste. Come la maggior parte delle stelle, il nostro Sole è composto per il 74% da Idrogeno e per il 25% di Elio (entrambi sotto forma di plasma), l’idrogeno è l’elemento più presente e anche quello più indispensabile, perché le stelle ricavano la loro energia dalla fusione nucleare, che consiste nella fusione di atomi d’idrogeno in atomi di Elio. Questo processo rilascia grandi quantità di energia sotto forma di fotoni e raggi gamma. La luce emessa, impiega ben 8 minuti per arrivare fino a noi, perché la distanza terra-sole e di 150.000.000 km (detta anche unità astronomica AU), e la velocita della luce è di circa 300.000 km\s.

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Struttura

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Nucleo: è la parte centrale della stella, in questa zona la temperatura si aggiorna intorno ai 15 milioni di °C, qui avviene la fusione nucleare.

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Zona radiativa: Nella zona radiativa, l'energia prodotta dal nucleo è trasportata da fotoni che percorrono il plasma impiegando, a causa dell'assorbimento e della remissione, anche centinaia di migliaia di anni per attraversare la zona. Solo i neutrini, che interagiscono poco con la materia, attraversano la zona alla velocità della luce. Parlando, dunque, di fotoni, è ovvio che l'energia è trasportata per irraggiamento.

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Tachocline: Zona di transizione fra la zona radiativa e quella convettiva.

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Zona convettiva: In questo strato, attraverso i moti convettivi, l’energia termica viene trasportata negli strati esterni del corpo celeste.

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Fotosfera: rappresenta la superficie della stella, anche se non è costituita da materia solida ma da gas alla temperatura di 8000 °C, esiste ugualmente una profondità alla quale i gas non risultano più trasparenti e per questo possiamo identificare una superfice.

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Cromosfera: è il sottile strato dell’atmosfera del Sole, a una temperatura di 10.000 K.

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Corona: rappresenta la parte più esterna di una stella, in questa zona si raggiungono temperature elevatissime (di milioni di gradi °C), ancora le cause di questo fenomeno sono sconosciute.

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Macchie solari: Le macchie solari sono delle zone della fotosfera (la superficie del sole) dove la temperatura è più bassa, intorno ai 4000°C.

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Protuberanze: Sono getti di materia che vengono espulsi nello spazio, ma per l’enorme forza di gravità del Sole questi “getti” vengono richiamati verso la stella, formando così la classica forma arcuata.

Brillamenti/eruzioni Solari: è una violenta eruzione di materia che esplode dalla Fotosfera di una stella, sprigionando elevatissime quantità di energia e particelle cariche.

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Ciclo solare: il ciclo della nostra stella dura in media 11 anni, possiamo identificare i vari cicli (minimo solare e massimo solare) dalla variazione delle attività, come macchie solari e brillamenti.

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Vento solare: è un flusso di particelle cariche emesse dall’atmosfera del Sole, queste particelle viaggiano nello spazio a elevate velocita, raggiungendo distanze fino a 160 AU. Questo vento impatta sui vari pianeti del sistema solare, andando ad interagire con la loro atmosfera, se il povero pianeta non ha una magnetosfera in grado di contrastare il vento solare, la sua atmosfera verrà spazzata via (vedi l’esempio di Marte).

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Una minaccia attuale

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Siamo costantemente in pericolo, abbiamo parlato prima di eruzione solari e vento solare, questi due fenomeni diffondono nello spazio particelle ad elevatissima energia, dannose per gli esseri viventi. La Terra è costantemente bombardata da queste particelle, ma per fortuna siamo protetti da due alleati: la magnetosfera e l’atmosfera. Quando vediamo le bellissime Aurore boreali, dobbiamo pensare che quello spettacolo non è altro che l’interazione del vento solare con la magnetosfera e l’atmosfera terrestre.  Nonostante ciò, ci possono essere tempeste solari più forti che riescono a oltrepassare le nostre barriere, causando notevoli danni, se in questo momento ad esempio, fossimo colpiti da una tempesta solare di grande portata, tutti gli apparecchi elettrici smetterebbero di funzionare e con loro anche tutti i vari sistemi di comunicazione, tutto il mondo cadrebbe in un blackout mondiale. Per questo motivo la nostra stella è costantemente monitorata, in modo da prevedere situazione del genere.

Forse in questo momento ci chiediamo il pericolo che stanno correndo i nostri Astronauti nella ISS (Stazione spaziale internazionale), e bene si, gli astronauti devono stare molto attenti ai getti di particelle emesse dal Sole, anche se la ISS orbita intorno alla Terra (a 400 km di altitudine), restando schermata dalla magnetosfera, se viene colpita da una tempesta solare, gli astronauti si devono rifugiare in una parte specifica della navicella, munita di speciali protezioni.

Questo è un grosso problema quando ci allontaneremo dalla Terra, per esempio quando tenteremo di andare su Marte, in questo caso non siamo coperti dalla magnetosfera e dovremo affidarci alle protezioni della futura navicella.

 

Il Sole distruggerà la vita sulla Terra

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In questo momento il nostro Sole è a circa metà del suo ciclo vitale (4,6 miliardi di anni), quando giungerà a fine vita, come tutte le stelle di medie dimensioni, si trasformerà in una gigante rossa, espandendosi di diverse volte il suo diametro attuale, fino a inglobare i pianeti più vicini ad essa, come Mercurio e Venere. La Terra non verrà inghiottita dal Sole, ma ormai le temperature sulla sua superficie saranno così elevate da cancellare ogni traccia di vita. Una volta raggiunta la sua massima espansione, e avrà esaurito i due carburanti (idrogeno nella prima fase e l’elio nell’ultima) un intenso vento solare spoglierà la nostra stella del suo inviluppo, trasformandosi in una bellissima nebulosa planetaria, con al centro una nana bianca (composta da carbonio e ossigeno).

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Diverse masse destini diversi

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Abbiamo capito che fine farà il nostro amato Sole, ma alle stelle di massa maggiore che fine gli aspetta?!

Se la massa è abbastanza grande, la gigante diventerà una supergigante rossa, nel cui nucleo il carbonio diventa il protagonista delle fusioni nucleari.
Questa situazione di instabilità termina quando il nucleo della stella diventa di ferro. Questo elemento non permette di liberare l’energia necessaria a stabilizzare l’astro e la stella andrà verso la morte.
Anche l’ultima fase di vita di una stella dipende dalla massa e i destini finali sono diversi:

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• nel caso di una stella più piccola di 8 masse solari, il nucleo diventa una nana bianca, dopo aver espulso gli strati più esterni che costituiranno una nebulosa planetaria (vedi esempio del Sole).

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• se la stella è più grande di 8 masse solari, essa esploderà in maniera spettacolare formando una supernova. Il nocciolo può diventare una stella a neutroni, una pulsar o un buco nero.

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Curiosità

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• Sapevate che più macchie solari ci sono più è brillante il Sole, sembra strano ma in realtà è così. La presenza di molte macchie solari indica una forte attività della stella.

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• Nel settembre del 1859 ci fu una forte tempesta geomagnetica, dovuta a eruzioni solari, così potente che furono generate aurore boreali visibili a Roma e a Cuba. La tempesta mise KO il sistema telegrafico dell'epoca, con i cavi di rame che si fusero per le correnti elettriche generate. Vi lascio pensare se un evento del genere accadesse oggi, metterebbe in ginocchio l'intera rete di comunicazione globale.​

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Elenco missioni

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• Solar and Heliospheric Observatory

• Advanced Composition Explorer

• Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager

• Hinode

• Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO)

• Solar Dynamics Observatory

• Parker Solar Probe