Home > CONOSCENZE BASE SOLE > L`ATMOSFERA DEL SOLE

L`ATMOSFERA DEL SOLE

20 gennaio 2010

Una espulsione di massa della corona in fase di svolgimento

Vi siete mai chiesti che cosa rappresenta il vento solare per noi sulla Terra o cosa succede quando la superficie del Sole erutta sporadicamente? Lucie Green del Laboratorio Space Science Mullard del University College di Londra, Regno Unito, descrive alcune delle ricerche avviate recentemente sull’atmosfera del Sole.

Attualmente in fase di avvio uno speciale programma di ricerca con l’obiettivo di studiare il Sole e la sua influenza sul Sistema Solare. Il programma – sviluppato dalle Nazioni Unite – si chiama International Heliophysical Year (Anno Internazionale Eliofisico)w1 e coinvolge scienziati da tutta Europa. Tra gli argomenti di interesse lo studio dell’atmosfera del Sole – dal momento che al riguardo sono ancora molti i perché sulla “nostra” stella.

Una questione aperta risale al 1869, quando una linea spettrale venne rilevata durante le osservazioni spettroscopiche delle eclissi totali di sole senza che fosse mai stata osservata prima di allora a livello sperimentale in un laboratorio.


La cromosfera vista dal veicolo spaziale SOHO

La corona fotografata con la missione SOHO


Le strutture nella atmosfera solare create dai campi magnetici

Ritenuta inizialmente la prova dell’esistenza di un nuovo elemento – temporaneamente chiamato ‘coronium’ – si scoprì in seguito essere prodotta da atomi di ferro altamente ionizzati, formati a seguito di altissime temperature (all’incirca 1 milione di Kelvin). Questa scoperta del 1939 portò a concludere che i gas nell’atmosfera solare dovevano essere molto più caldi della superficie, la cui temperatura è pari a 6000 Kelvin, aprendo così un rompicapo. Allontanandosi dalla fonte di calore (il nucleo centrale del Sole), la temperatura dovrebbe infatti diminuire. Questa diminuzione si osserva fino a che si raggiunge il limite superiore della fotosfera, successivamente però la temperatura ricomincia ad aumentare in funzione della distanza dal centro; risulta di conseguenza violato il secondo principio della termodinamica – in cui si afferma che un corpo più freddo non può riscaldare uno più caldo. Che cosa riscalda, dunque, la corona solare? Il quesito è anche conosciuto come il problema del riscaldamento della corona.

Nonostante la scoperta della prima linea di emissione della corona nella porzione del visibile, la maggior parte dello spettro di emissione risulta comprendere lunghezze d’onda tipiche dell’ultravioletto e dei raggi X. Nel 1957, momento di avvio dell’era spaziale, i telescopi a raggi X posizionati su missili e satelliti iniziarono a raccogliere dati all’esterno dell’atmosfera assorbente della Terra che permisero ai ricercatori di iniziare lo studio dei fenomeni in atto nell’atmosfera solare. Le osservazioni mostrarono subito che l’emissione più intensa tipica dei raggi X era localizzata nelle regioni dell’atmosfera del Sole dove i campi magnetici erano più fortemente concentrati. Esiste, dunque, una relazione tra campi magnetici e riscaldamento?

Osservazioni effettuate da agenzie e strutture spaziali come l’Agenzia Spaziale Europea (ESA)/Aeronautica Nazionale e la missione spaziale SOHO del 1995 sono attualmente intente a verificare le diverse teorie sviluppate in merito. Le ipotesi sono essenzialmente divise in due categorie: modelli a tensione in cui l’energia è ricavata da campi magnetici che si inseriscono attraverso la corona, oppure modelli a onda in cui l’energia è trasferita sottoforma di onde che si propagano dall’alto verso il basso. L’idea maggiormente appoggiata è attualmente che l’energia sia dovuta a campi magnetici che sono costantemente spinti e movimentati nell’intorno, ma la ricerca è ancora in corso.

Una conseguenza dell’alta temperatura della corona del Sole – insieme alla sua alta conducibilità termica – è la sua continua espansione nello spazio. Questa espansione definisce il cosiddetto vento solare, di cui si conoscono due tipi: il vento debole che viaggia a circa 400 km/s e il vento veloce che si muove invece a circa 800 km/s. Attualmente, i meccanismi di accelerazione e la localizzazione dei due tipi di vento solare non sono realmente compresi, ma sono in fase di studio.


Una eruzione solare nella atmosfera solare

Il vento solare soffia su tutti i pianeti e gli altri corpi celesti del Sistema Solare. Alcuni pianeti – è il caso della Terra – generano il proprio campo magnetico: si tratta in genere di quelli che hanno un nucleo centrale di ferro liquefatto (la Terra) oppure un’atmosfera di idrogeno liquefatto a seguito di altissima pressione (come Giove). Questi fenomeni producono una bolla magnetica attorno al pianeta, intorno a cui il vento solare soffia normalmente. Il pianeta e i suoi campi magnetici si comportano come una roccia in un fiume e deviano il flusso del vento. Il vento solare tuttavia porta con sé un campo magnetico che è a sua volta dotato di un preciso orientamento; quando il campo ha una direzione meridionale e si allinea con il campo magnetico della Terra, si producono dei fenomeni ottici chiamati aurore (Boreali o Australi, a seconda dell’emisfero in cui si verificano).

Sono in corso degli studi per determinare come viene trasferita l’energia dal vento solare all’atmosfera terrestre e per verificare come il vento solare interagisce con i pianeti senza un campo magnetico proprio. Ad esempio, la missione Venus Express (Espresso Venere) è attualmente in orbita attorno al pianeta Venere e sta misurando l’erosione dell’atmosfera del pianeta dovuta al vento solare.

La forma più scenica dell’attività che avviene a livello dell’atmosfera del Sole è rappresentata dalle enormi eruzioni di plasma e campo magnetico conosciute come espulsioni di massa coronale o CME. Scoperte originariamente negli anni ’70, è stato mostrato da allora che la loro frequenza varia ciclicamente (fenomeno conosciuto come ciclo solare): le CME avvengono almeno una volta ogni tre giorni, fino ad un massimo di tre o cinque volte al giorno. Queste eruzioni possono essere dirette verso la Terra e, così come per il vento solare, una relazione con il campo magnetico della Terra è stata ipotizzata e verificata. In queste condizioni, le conseguenze osservate sulla Terra sono molto evidenti, talvolta gravi, a partire dal fatto che il riscaldamento e l’espansione dell’atmosfera terrestre comportano un cambiamento delle orbite dei satelliti. Il reale effetto delle CME rende il fenomeno così interessante da studiare che ci sono attualmente flotte di veicoli spaziali intenti ad osservare Sole e Terra.

La causa delle espulsioni CME è ricollegabile ai campi magnetici del Sole, che sono a lora volta creati da correnti elettriche all’interno di quello che è anche definito come dinamo solare, nella profondità del centro della stella. Fasci di campi altamente concentrati si inalzano ed emergono attraverso la fotosfera e si estendono fino a dentro la corona. Questi campi magnetici sono continuamente introdotti nell’atmosfera e si pensa che le CME forniscano un mezzo per rimuoverli ed evitarne l’accumulo. Sono in corso studi in merito con le missioni spaziali quali SOHO, TRACE, STEREO e Hinode, al fine di monitorare il cambiamento nel tempo delle strutture dei campi magnetici.

La missione STEREO comprende due veicoli orbitanti attorno al Sole in modo che possano allontanarsi dalla Terra nello spazio (un’orbita è leggermente più vicina al Sole che alla Terra, e una leggermente più esterna). Questo significa che i due veicoli spaziali vedono il Sole da due diverse posizioni dello spazio e così come due occhi danno un senso di profondità e prospettiva, così la missione STEREO sta dando una visione 3D delle strutture magnetiche che eruttano (vedere l’immagine in fondo alla pagina 53). La visione 3D è in uso per cercare di capire la fisica dell’eruzione usando le conoscenze sulla struttura dei campi magnetici. STEREO sta inoltre aiutando a valutare quali CME andranno a interagire con la Terra. Questa possibilità di prevedere le eruzioni CME è di grande aiuto per gli operatori di satelliti e organizzazioni che operano nel settore delle reti elettriche: ad esempio, le orbite dei satelliti potrebbero essere attentamente monitorate quando si prevede che delle CME possano colpire la Terra.

La missione Hinode è l’equivalente del Telescopio Hubble Space per il Sole e sta favorendo lo studio dell’evoluzione nel tempo delle immense strutture magnetiche dell’atmosfera con grande precisione. Si pensa che il solo modo per ricavare sufficiente energia per espellere i miliardi di tonnellate di materiale solare che costituiscono una CME sia attraverso l’energia immagazzinata nei campi magnetici distorti e attorcigliati. Hinode sta misurando il grado di attorcigliamento del campo e i risultati stanno per essere combinati con quelli della missione STEREO. Una volta capito perché le eruzioni CME avvengono, potremo eventualmente iniziare a predire quali strutture magnetiche emergeranno ed infine quali avranno gli effetti più evidenti sulla Terra.

L’incessante vento solare e le sporadiche eruzioni della corona testimoniano come la Terra sia costantemente soggetta alla presenza del Sole. In effetti, si può dire che siamo seduti nell’atmosfera del Sole che si espande nel Sistema Solare. La ricerca delle basi scientifiche che spiegano la complessità della nostra stella ci permette così anche di capire il nostro posto nel Sistema Solare.

Un dettaglio della cromosfera
Immagine cortesemente messa a disposizione dall Hinode JAXA/NASA

Sand-rio

Categorie:CONOSCENZE BASE SOLE Tag:
  1. Nintendo
    20 gennaio 2010 alle 11:26

    X sand: hai una mail

  2. agrimensoreg
    20 gennaio 2010 alle 13:28

    Bellissimo articolo.
    Ma manca l’autore!!!
    Chi dobbiamo ringraziare? Beh, io un’idea me la sono fatta…

  3. 20 gennaio 2010 alle 14:07

    Non ho messo il mio nome perché si tratta di una semplice e mera traduzione senza nessun apporto personale. 🙂
    La cosa importante é che il Sole si sta cominciando a studiare adesso e tutti quegli studiosi pomposi della NASA, NOAA etc etc, che fanno previsioni sono come gli astrologi, a volte indovinano, ma la maggior parte delle volte no. Ma la scienza non puó essere “indovinare” una fatto che accadrá nel futuro, la scienza deve essere galileana, provata e ripetibile da tutti…. proprio come i modelli dei climatologi dell´IPCC, che loro solo sanno come li hanno fatti e non li vogliono divulgare agli altri studiosi; quella dell´IPCC non é scienza galileana.
    Poi quando finiranno di giocare con la Play Station questi pseudo scienziati dell´IPCC sará sempre troppo tardi.

    SAND-RIO

  4. giorgio
    20 gennaio 2010 alle 14:16

    COME MAI LE PARTICELLE TRASPORTATE DAL VENTO SOLARE ARRIVANO SULLA TERRA A 100000KELVIN? SE IL VENTO SOLARE E” BASSO ARRIVA MENO FLUSSO DI PARTICELLE A PARITA DI SOLAR FLUX?

  5. Nintendo
    20 gennaio 2010 alle 14:32

    guarda che il solo tradurre sembra una stronzata, ma non lo è affatto, come potrai notare dalle mie mail, io non ne sarei per niente capace.

  6. EnzoDD
    20 gennaio 2010 alle 15:15

    Teoricamente e’ possibile che il sole emetta delle CME cosi’ potenti da poter creare un problema serio agli abitanti della terra?…e non mi riferisco alle strumentazioni ma all’uomo proprio.
    Grazie

  7. 20 gennaio 2010 alle 15:30

    Per quanto io sappia gli unici danni da emissioni di potenti fasci di raggi X dal sole potrebbero essere causati agli astronauti, poi per piloti ed ausiliari di aerei lungamente esposti nel corso degli anni a raggi x ad alte quote.
    Abitanti su alte montagne delle Ande e dell´Himalaya potrebbero avere qualche teorica conseguenza nel loro DNA. Terrestri normali nessuna conseguenza ai raggi x che non arrivano sulla superficie, solo si avesse una emissione di raggi Gamma…. ma allora morirebbe qualsiasi essere vivente nel giro di pochi secondi.

  8. 20 gennaio 2010 alle 15:54

    Leggendo l´articolo notate come le emissioni di raggi x di classe C e M sono in numero maggiore quando il ciclo é al suo massimo.
    Bene oggi fino ad adesso la ex regione 1039 ha emesso 7 C Xray e 3 MXray.
    Questo puó essere ben considerato come un ulteriore indizio che il sole si sta avviando al suo MAX!

  9. Andreabont
  10. agrimensoreg
    20 gennaio 2010 alle 16:05

    Ragazzi, qui qualcuno del NIA ha spifferato tutto 🙂 : leggete un po’ questo:
    http://www.3bmeteo.com/giornale/notizia_flash.php?art=7045

  11. bora71
    20 gennaio 2010 alle 17:06

    Eruzione di classe M2..wow
    Sta per comparire la 1041. ..

  12. Otherworld
    20 gennaio 2010 alle 18:34

    http://www.persicetometeo.com/public/sole_monitoring.htm
    Mid Lat Aurora!! non l’avevo ancora visto (parlo da principiante ovviamente) e nemmeno un Magnetic Field a -10…che sta a significare? Grazie.

  13. giorgio
    20 gennaio 2010 alle 19:35

    anch”io desiderei una risposta anche perche il solar wind e” partito a razzo

  14. 20 gennaio 2010 alle 20:15

    Vi é un allerta per una possibile tempesta magnetica generata dai diversi flares che la AR 1041 ( ex 1039) ha originato.
    Vi é la possibilitá che la conseguente aurora boreale possa essere vista a medie latitudini sul continente americano.
    L´indice BZ (magnetic field) indica verso quale emisfero terestre é diretta la tempesta magnetica – é verso l´emisfero nord e + verso l´emisfero sud (se mi ricordo bene le spiegazioni che lessi tempo fa).
    Comunque ulteriori e approfondite spiegazioni potete trovarle qui:
    http://www.xs4all.nl/~carlkop/auralert.html

    http://www.hamqsl.com/solar.html

  15. 20 gennaio 2010 alle 20:20

    Per seguire in tempo reale i dati del vento solare, indice BZ, etc..
    http://www.spacew.com/plots.php
    in questo sito se mettete il puntatore del mouse (senza cliccare) potete vedere anche l´andamento degli indici nelle ultime 24 ore.

  16. ice2020
    20 gennaio 2010 alle 20:48

    Intanto oggi è spuntata la 1039 (alias 1041) che sembrerebbe foriera di una buon attività magnetica!

    il solar flux nn aggiustato alle 18 schizza a 86, l’ssn per il Noaa è 16!

    simon

  17. bora71
    20 gennaio 2010 alle 23:25

    Il Brillamento di ieri, classificato di classe M2, ha recato “danni” alle telecomunicazioni….

  1. No trackbacks yet.
I commenti sono chiusi.
%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: