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La formazione delle macchie solari

17 maggio 2009

Le macchie solari, dette in inglese sunspots, sono delle regioni della superficie solare (la fotosfera) caratterizzate da una temperatura inferiore all’ambiente circostante e da una forte attività magnetica. Nella maggior parte dei casi si presentano di forma circolare o quasi, con diametri tipici dell’ordine dei 30.000 Km. La loro vita media è dell’ordine delle settimane, con tendenza ad aumentare per le macchie più grandi. Nell’immagine trovate un esempio di macchia solare nella quale potete distinguere l’ombra e la penombra della macchia. Nella zona di ombra la temperatura raggiunge i 4000-4500 K a differenza dei 6000 K della superficie del Sole e ciò determina un forte contrasto visivo. La spiegazione di queste particolari formazioni sulla fotosfera risiede nel processo fisico che genera il campo magnetico solare (dinamo solare).

fonte: http://media.skyandtelescope.com/images/Sunspot-group_l.jpg

Il Sole è una sfera di plasma, ovvero di materia allo stato gassoso per lo più ionizzato (si tratta di elettroni e ioni). Queste particelle cariche, ruotando attorno all’asse del Sole producono un campo magnetico diretto parallelamente all’asse (perpendicolarmente alla traiettoria). All’inizio di un ciclo, proprio in corrispondenza a quello che noi chiamiamo minimo solare, le linee di forza del campo magnetico “uniscono” i poli geografici del Sole e prendono appunto il nome di linee di forza poloidali (o campo poloidale).
Il Sole, però, ha una rotazione differenziale, ovvero il periodo di rotazione varia a seconda della latitudine: 25 giorni all’equatore e 35 ai poli. Questa determina una forte deformazione delle linee di forza del campo magnetico che tendono ad avvolgersi, portando il campo magnetico solare a diventare, dopo molte rotazioni, a forma di ciambella (toroidale) (vedi parte superiore dell’immagine sotto).

dinamo

fonte : http://www.konkoly.hu/solstart/stellar_activity.html

Il Sole possiede una ben definita struttura interna divisibile in più settori: il nucleo (che si estende fino a 0,2 raggi solari), la zona radiativa (da 0,2 a 0,7 raggi solari) e la zona convettiva (oltre 0,7 raggi solari). Il campo magnetico toroidale si concentra nella parte inferiore della zona convettiva. Le linee di forza, continuando ad avvolgersi, intensificano il campo magnetico fino a raggiungere un valore critico in corrispondenza del quale vengono innalzate verso la superficie solare andando a formare una regione bipolare (vedi immagine). Questa regione ha due macchie, una con campo magnetico uscente (o entrante) e l’altra con campo magnetico entrante (o uscente).

sun_artview_en_largeFonte:http://www.aip.de/image_archive/images/sun_artview_en_large.jpg

La presenza del campo magnetico inibisce la convezione negli strati più profondi della macchia. La macchia è più fredda perché il trasporto di energia è meno efficiente rispetto alla restante fotosfera (parte C).

sunmagneticfieldfonte: http://www.astro.umass.edu/~myun/teaching/a100/images/sunmagneticfield.jpg

La cosa migliore per comprendere la formazione delle sunspots è vedere questo video (di cui ringrazio Alessandro) : http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/dynamo/dynamo.mov
Visionate anche l’immagine al seguente link http://www.nasa.gov/images/content/144060main2_CycleDiagram450.jpg

fonti :
http://ibex.swri.edu/students/How_does_the_Sun.shtml
http://trace.lmsal.com/Public/magnetic.htm
http://it.wikipedia.org/wiki/Sole

ANGELO

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  1. Nintendo
    17 maggio 2009 alle 19:14

    molto interessante, queste sono cose che non sapevo.

  2. ALE
    17 maggio 2009 alle 19:35

    Articolo molto bello e ben spiegato!!!
    GOOD WORK Angelo!!!
    ALE

  3. angelo
    17 maggio 2009 alle 19:58

    Vi ringrazio ragazzi. ALE tu saresti riuscito a spiegare meglio sta roba. Comunque devo dire che fare questi articoli di base mi sta veramente chiarendo un sacco di cose.

  4. carmelo
    18 maggio 2009 alle 08:08

    grazie e complimenti per l’articolo. tutto molto chiaro e ben fatto.
    ora vorrei fare una domanda agli esperti, che esula da questo argomento ma che non so dove inserirla. la domanda è questa:
    l’influenza del maledetto “cammello” africano si è già fatta sentire, con temperature ben oltre la media del periodo. inoltre è prevista a breve una forte ondata di calore. tutto questo non è in contrasto con l’attuale tendenza a scendere verso sud della linea di convergenza intertropicale?

  5. Marcello
    18 maggio 2009 alle 09:39

    Molto bello l’articolo, ma mi ha fatto sorgere un dubbio che desidero sottoporvi:
    1) Le linee di forza del campo magnetico solare inizialmente sono parallele all’asse, cioè passano per i poli come avviene sulla Terra; poi per effetto delle rotazioni differenziate si dispongono orizzontalmente e danno vita alle macchie.
    2) Nelle settimane scorse, osservando le immagini EIT 195 (quelle verdi per intenderci) ho notato che entrambe le “zone polari” erano più scure del resto del disco solare.
    3) Da qualche giorno dette zone scure si sono ridotte, soprattutto la zona nord.
    4) Considerato che circa in concomitanza con detta diminuzione sono apparse le 2 zone attive del sc24, nell’emisfero nord appunto, è possibile, E QUI STA LA DOMANDA, che prima le linee di forza passavano dai poli generando le zone polari più scure (più fredde?) e ora dette linee di forza si stanno avvitando nell’emisfero nord dando origine alle 2 zone attive.
    Mentre la zona polare scura del polo sud cioè quuello del sc23 rimane abbastanza estesa quella nord del sc24 si riduce.
    PUO ESSERE INDICE DELL’INIZIO DEL SC24?
    Grazie preventivamente
    Marcello

  6. apuano70
    18 maggio 2009 alle 10:18

    Bell’articolo, complimenti e ancora grazie!
    Bruno.

  7. ice2020
    18 maggio 2009 alle 11:34

    Carmelo, a parte il fatto che l’Italia è un puntino se lo paragonial resto di Europa o del mondo… cmq, se un fronte atlantico se ne va in cut-off in quella sede, è più che fisiologico che da noi sale il cammello.

    Per Marcello: o Angelo o alessandro ti risponderanno presto,almeno spero 🙂

  8. ALE
    18 maggio 2009 alle 13:53

    X Marcello.
    Puntualizziamo una cosa: Le EIT-195 sono relative alla media corona solare (1.5 Milioni di gradi Kelvin), le Continuum sono sulla superficie solare (6000 Kelvin). Le macchie scure in Extreme-UV ai poli son CoronalHoles, sono buchi della corona solare che coincidono con le linee “aperte” del campo magnetico globale (GMF), non sono direttamente assimilabili alle SunSpot ma, come avevo già scritto in passato sul BLOG, possono essere un indice dell’attività solare!!!
    Se la CH polo-nord svanisce significa che il GMF della Stella si sta preparando a un POLAR-Shift che però è una condizione “near solar max” e non da Minimo!
    Spero di esserti stato di aiuto!!!
    ALE

  9. Marcello
    18 maggio 2009 alle 14:57

    Si grazie, credo di avere capito.
    La mia domanda ora è la seguente: nell’ottobre 2008, periodo in cui il sole ha ripreso l’attività dopo la sonnolenza prolungata, la CHpolo-nord quale dimensione aveva?
    E’ possibile che nei prossimi giorni la CH polo-nord riacquisti le dimensioni che aveva fino a 10 giorni fa?
    E se lo farà, è normale questo andamento ondivago?
    Marcello

  10. Marcello
    18 maggio 2009 alle 15:03

    Intanto oggi solar wind molto lento, nel pomeriggio è sceso costantemente sotto i 300kms ma soprattutto densità di protoni molto bassa, tra 0,1 e 0,4 pcm3.
    Qual’è la relazione tra solar wind e solar flux?
    Scusate l’ignoranza
    Marcello

  11. ice2020
    18 maggio 2009 alle 15:15

    il vento solare trasporta le particelle emsse dal flusso, in teoria se aumenta il flusso dovrebbe anche aumentare il vento, ma così nn è…

    la regione 1017 continua a dare speks invece che vere e proprie macchie, direi che al di là del numero di wolf che in questo mese sarà artificialmente aumentato a caua della maggiore rispluzione dei sat Soho, il sole è ancora molto lontano dal ripartire…

  1. 17 maggio 2009 alle 15:54
  2. 15 giugno 2009 alle 11:53
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