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Ancora approfondimenti di base sul sole

26 novembre 2009

Dopo aver introdotto l´argomento di base del sole con informazioni generali:

https://daltonsminima.wordpress.com/2009/11/24/alcune-informazioni-generali-sulla-stella-sole/

cerchiamo di approfondire un poco il discorso su alcune caratteristiche importanti e di cui avete letto in alcuni bellissimi articoli di ALE.
Vorrei quindi parlare in questo primo approfondimento di: Dinamo solare, tachocline, CME (espulsioni di masse coronali), CH (buchi coronali).

DINAMO SOLARE
Per dinamo solare si intende il processo fisico che genera il campo magnetico solare. Il Sole è circondato da un campo magnetico dipolare, (come qualsiasi batteria per intenderci con un polo positico e un polo negativo) così come molti altri corpi celesti, fra i quali la Terra. Il campo dipolare è prodotto da una corrente elettrica circolare che fluisce in profondità seguendo la legge di Ampère. Questa corrente è prodotta da uno sforzo di taglio (uno “stiramento di materia”) fra parti differenti del Sole che ruotano a velocità diverse, (come abbiamo visto nell´articolo precedente il sole ruota piú lentamente ai poli e piú velocemente all´equatore, tanto per rendere l´idea immaginiamo un fiume che scorre, la sua corrente sará piú rapida al centro e piú lenta vicino le rive e cosí come nel fiume ogni tanto si formano per questa differente velocitá dei mulinelli di acqua o dei piccoli gorghi anche nel sole si formano questi mulinelli) e per il fatto che il Sole stesso sia un ottimo conduttore elettrico (e dunque governato dalle leggi della magnetoidrodinamica).

Rappresentazione degli sforzi tangenziali agenti su un fluido.

I fluidi con caratteristiche di conduttori elettrici possono formare una dinamo semplicemente tagliando il fluido stesso come conseguenza della Legge di Lenz dell’induzione: muovendo un fluido attraverso un campo magnetico preesistente si induce la corrente elettrica nel fluido che distorce il precedente campo magnetico. La direzione della distorsione è quella in cui le linee di campo tendono ad essere trascinate via col fluido. Se il flusso possiede una componente di sforzo di taglio, ogni linea di campo è tirata dalla corrente amplificando così il campo magnetico esistente. Questi sistemi sono chiamati dinamo MHD. A seconda della struttura del flusso, la dinamo può essere autoeccitata e stabile, autoeccitata e caotica o decadente.

La dinamo solare è autoeccitante e caotica: la direzione del campo si inverte ogni 11 anni circa , causando il ciclo delle macchie solari. Il meccanismo dettagliato della dinamo solare non è noto ed è oggetto di ricerche.

Tachocline

Il termine tachocline designa la zona di transizione, all’interno del Sole, tra la zona radiativa e la zona convettiva (di cui parleremo in un prossimo articolo) . Situata nel terzo più esterno della stella, la tachocline segna il passaggio tra la parte più interna della stella, la cui rotazione è paragonabile a quella di un corpo solido, e la porzione esterna, che ruota in maniera differenziale comportandosi come un fluido. Recenti studi condotti tramite l’indagine eliosismologica (studio di come le onde di pressione si propagano sul Sole) indicano che la tachocline abbia un raggio circa 0,70 volte quello del Sole. Gli astrofisici ritengono che tali dimensioni siano una delle cause dei campi magnetici che caratterizzano la stella: infatti le simmetrie e l’estensione della tachocline sembrano rivestire un ruolo di primo piano nella formazione della cosiddetta dinamo solare, poiché rinforzano i deboli campi poloidali creando un più intenso campo di forma toroidale.
Alla tachocline la rotazione del sole si modifica bruscamente

Rielaborazione computerizzata dei dati eliosismologici che mette in evidenza la disposizione e la struttura della zona radiativa, della tachocline e della zona convettiva.

In geometria toro rappresenta una forma geometrica a forma di ciambella, un vero e proprio salvagente.

Può essere ottenuta come superficie di rivoluzione, facendo ruotare una circonferenza, la generatrice, intorno ad un asse di rotazione appartenente allo stesso piano della generatrice, ma disgiunto da questa.

Espulsione di massa coronale

Un’espulsione di massa coronale (CME, acronimo dell’inglese coronal mass ejection) è una espulsione di materiale dalla corona solare, osservata con un coronografo in luce bianca.

Il materiale espulso, sotto forma di plasma è costituito principalmente da elettroni e protoni (oltre a piccole quantità di elementi più pesanti come elio, ossigeno e ferro), viene trascinato dal campo magnetico della corona. Quando questa nube raggiunge la Terra (in questo caso viene chiamata ICME – Interplanetary CME) può disturbare la sua magnetosfera comprimendola nella regione illuminata dal Sole ed espandendola nella regione non illuminata. Quando avviene la riconnessione della magnetosfera nella zona notturna, si generano migliaia di miliardi di watt di potenza diretti verso l’atmosfera terrestre superiore, che provocano aurore particolarmente intense (dette anche Luci del Nord nell’emisfero boreale e Luci del Sud nell’emisfero australe). Le espulsioni di massa della corona assieme ai flare possono disturbare le trasmissioni radio, creare interruzioni di energia (blackout), danneggiare i satelliti e le linee di trasmissione elettriche. La più grande perturbazione geomagnetica venne misurata da Kew Gardens e coincise con la prima osservazione visuale di un flare nel 1859 di Richard Christopher Carrington.

Buco coronale (CH Coronal Hole)

Un buco coronale ripreso dalla sonda STEREO.

I buchi coronali sono aree dove la corona del Sole è più scura, più fredda delle arre circostanti; anche il plasma possiede qui una densità inferiore. I buchi coronali sono stati scoperti quando i telescopi a raggi X della missione Skylab furono lanciati oltre l’atmosfera terrestre per rilevare la struttura della corona. Questi buchi sono in relazione con delle concentrazioni unipolari di linee di campo magnetico aperte; durante il minimo solare, i buchi coronali si trovano principalmente nelle regioni polari del Sole,mentre durante il massimo solare sono dislocate in tutta la superficie solare.

There are no large coronal holes on the Earth-facing side of the sun. Non ci sono CH in questa data.

I componenti ad alta velocità del vento solare si sa che transitino lungo le linee magnetiche che passano attraverso i buchi coronali.
I buchi coronali fanno aumentare il vento solare o solar flux. Anche in mancanza di macchie solari il solar flux puó aumentare se sono presenti dei CH.

Spero che questa prima fase, sia stata chiara, ma il sole lo stanno ancora studiando tanti scienziati ed ancora ci sono tante cose da scoprire, e certamente non é un oggetto che si fa studiare da vicino e tanto meno ama essere prevedibile!
Comunque alla prossima parleremo del campo magnetico, della corrente eliosferica, e delle macchie solari.

SAND-RIO

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  1. ice2020
    26 novembre 2009 alle 12:20

    Ancora complimenti a Sand-rio che anche se non glielo avessi chiesto, ma sicuramente dopo aver letto la richiesta di qualche lettore di NIA che giustamente pretendevano più chiarezza su alcuni termini di uso comune della nostra stella, lui, il nostro mitico Sand-rio si è dato subito da fare!

    Grazie Sandro!

    Simon

  2. Andrea b
    26 novembre 2009 alle 12:53

    non vedo l’ora di leggere i prossimi approfondimenti

  3. 26 novembre 2009 alle 16:02

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  4. Nintendo
    26 novembre 2009 alle 16:17

    quando scrissi le 2 parti sulle conoscenze di base sul sole mesi fa mi ci volle un sacco, non oso immaginare quanto ci ha messo sand.

  5. andrew
    26 novembre 2009 alle 16:28

    sono articoli spettacolari bravo Sand e aspetto il prossimo 🙂

  6. 26 novembre 2009 alle 18:58

    Grazie, illuminanti

  7. Karlo
    26 novembre 2009 alle 23:42

    Eccezionali!

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