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L’anatomia delle macchie solari

23 maggio 2010

Gli scienziati stanno ancora studiando il Sole per cercare di svelare i suoi misteri e oggi essi dispongono di strumenti incomparabilmente piú potenti e precisi di quelli del tempo di Galileo, ma giá nei secoli passati si potevano osservare le macchie con abbastanza precisione anche se certamente i telescopi di allora non avevano la risoluzione che hanno i moderni apparecchi.

Galileo e gli altri potevano osservare il Sole solo con la luce visibile e non gli ultravioletti, gli infrarossi, i raggi X e i raggi gamma, ma pur con tutti questi strumenti ancora oggi il mistero delle macchie solari, della loro formazione e della loro morte non é ancora completamente svelato.

Cerchiamo allora di fare una “anatomia” ad una macchia solare.

La macchia solare é costituta da 2 parti: l´ombra e la penombra, la differenza é dovuta alla diversa temperatura:
la temperatura dell’ombra delle macchie solari oscilla fra 4000 e 5200 K, mentre la temperatura della penombra è di circa 5500 K.

Immagine di una grande sunspot.

pur nella loro diversitá di grandezze possiamo affermare che una sunspot é mediamente grande come il pianeta Terra anche se a noi appare piccolissima.

Per capire l´anatomia di una macchia dobbiamo fare un piccolo passo indietro e vedere rapidamente come é fatto il Sole e come funziona. Gli scienziati pensano che il Sole sia fatto di vari strati, la zona centrale in cui avviene la fusione é chiamata ‘core’  da questa fusione viene prodotta ed emessa l´energia che si dirige verso la zona di convenzione e da qui i flussi di gas caldo “plasma” trasportano l´energia verso la superficie del Sole o fotosfera. Sono stato estremamente sintetico e semplicistico, ma il succo é questo e per eventuali approfondimenti ci sono molti articoli su questo blog.

Questo movimento é all´incirca quello che avviene con una pentola che bolle. I flussi plasmatici che si muovono verso l´esterno rilasciano il loro calore e poi riprecipitano verso l´interno per essere riscaldati di nuovo.

Questo movimento circolare della zona di convenzione forma il pattern granulare che possiamo osservare sulla superficie all´esterno delle macchie solari.

Ogni granulo é un flusso separato di plasma.

Inoltre il Sole, come la Terra e altri pianeti, produce un campo magnetico. Sinteticamente diciamo che la “zuppa” calda del plasma contiene molti elettroni e protoni e il plasma spostandosi verso la superficie provoca il magnetismo, come un filo collegato ad una batteria che in questo caso é la parte centrale del Sole dove avviene la fusione, questo movimento meccanico genera i campi magnetici e di conseguena le macchie solari.

Le regioni dove ci sono macchie solari hanno un forte campo magnetico, e le linee di campo sono talmente potenti da provocare a volte dei loop, proprio come avviene con gli schizzi di salsa di pomodoro quando bolle!!
I forti campi magnetici che escono dalle macchie solari tendono a rallentare il ciclo delle celle di convezione perché impediscono al gas di ridiscendere una volta raffreddatosi in superficie; le macchie sono infatti regioni più calme rispetto alla turbolenta fotosfera e da esse fuoriesce molta meno energia che non dai granuli della fotosfera. Il contrario avviene nelle facole, zone leggermente più calde e più energetiche di quelle circostanti, sovente associate a grandi gruppi di macchie, forse proprio perché il cammino dell’energia, ostacolato dalla presenza delle macchie, deve avere modo di liberarsi.

Una immagine di un loop solare

Per capire una macchia solare immaginiamo una bolla che si forma proprio nella pentola con la nostra salsa. Per esistere, la bolla che si forma deve avere una pressione interna uguale alla pressione esterna attorno alla bolla. Sulla superficie del Sole si ha solo la pressione del gas che dipende dalla temperatura, mentre all´interno della macchia solare si ha la pressione del gas e la pressione del campo magnetico che si combinano tra loro. Quindi per esistere una macchia solare é necessario l´equilibrio e cioé che la pressione magnetica all´interno delle macchie solari deve essere inferiore alla pressione del gas circostante.

All´interno delle macchie solari:     All´esterno delle macchie:

P (gas) + P( magnetico)            =         P (gas)

E dato che le macchie solari sono scure significa che sono piú fredde della zona circostante e che questo raffreddamento é dovuto alla presenza proprio della pressione magnetica!
Gli studiosi del Sole classificano le macchie in base alla loro classe magnetica, e cosí abbiamo:
ALPHA Regione unipolare;
BETA Regione bipolare;
GAMMA Regione complessa;
DELTA esistono ombre di polarità opposta entro una penombra in gruppi di tipo BETA e GAMMA.
Una RA con un Mag Type GAMMA o ancor meglio DELTA sara` sicuramente potenziale produttrice di brillamenti e tempeste magnetiche, o protuberanze solari molto vaste oppure ancora di potenti burst coronali.

Un´altra classificazione delle macchie é la “Classificazione di Zurigo:

A singola macchia isolata senza penombra, chiamata anche “poro”.Deve essere contata sia come macchia che come gruppo.
B gruppo di due o più macchie ma in nessuna di esse si nota penombra.
C gruppo di macchie in cui una è principale ed è circondata da una zona di penombra.
D gruppo di macchie in cui due almeno sono circondate da penombra.
E gruppo di macchie simile a D ma molto più complesso, con molte macchie e complicate conformazioni.
F gruppo di macchie notevole e vasto con zone complesse e frastagliate, che può superare una estensione di 15° in longitudine
H residuo di un gruppo E o F in via di estinzione, di solito si nota una grossa macchia circondata da due tre piccole macchie

Da questo diagramma a farfalla (a proposito il diagramma fu inventato nel 1904 da Maunder) possiamo notare come rarissimamente le macchie compaiono sopra i 40° Nord e Sud e nella zona equatoriale inferiore ai 5°, ed inoltre vediamo come  il massimo delle macchie e quindi il massimo del ciclo solare appare attorno ai 18° 13° Nord e Sud di latitudine altri dicono che il massimo si ha quando le macchie solari si trovano tra i 20° e i 10°, ma la sostanza cambia poco, perché questo significa che le macchie del ciclo 24 si stanno presentando alla latitudine suddetta e che quindi ci possiamo trovare vicino al suo massimo… io lo posso dire ma gli astrofisici non lo possono dire perché ció significherebbe che ci troviamo in prossimitá di un grande minimo solare e… bye bye AGW !!!

A questo proposito mostriamo il diagramma a farfalla attualizzato del ciclo 24 e da questo diagramma si vede come esistono due massimi solari uno per l´emisfero Nord e uno per il Sud., che in questo grafico di Catania sono segnati dai rettangolini neri. Inoltre osserviamo come nel ciclo 24 mancano quasi totalmente, fino ad adesso, le macchie con latitudine entrei 30° e i 40° Nord e Sud. È come se il ciclo abbia saltato tutta una fase iniziale e si trovo giá ben avanti verso il suo massimo.

SAND-RIO

  1. autobas
    23 maggio 2010 alle 04:23

    Grazie per l’articolo, adesso è tutto molto più chiaro.

  2. Tru
    23 maggio 2010 alle 10:09
  3. 23 maggio 2010 alle 10:16

    Molto efficace il tuo riassunto Sandro,e poi una rinfrescata ci fa sempre bene…è fenomenale poi il diagramma a farfalla relativo al ciclo 24,da solo riescie ad immortalare le caratteristiche predominanti del minimo di eddy…salta subito all’occhio l’ammanco della parte iniziale del ciclo e la sua “istantanea” emersione nella fase premax-max,andando ad avvalorare le supposizioni del nostro Ale e che io sostengo in pieno…sottraendo al diagramma inerente al ciclo 23 quello quello del ciclo 24 si ottiene quello scarto di energia di cui il ciclo 24 è stato privato(forse a causa dell’allineamento planetario che inibisce il campo magnetico solare)….inoltre vi faccio osservare che proseguendo con la diagonale immaginaria che si ottiene unendo i residui del ciclo 24(si riscontra per entrambi gli eminsferi), che più o meno ha la stessa inclinazione di quelle che identificano l’evolvere dei cicli 22 e 23(contorno delle ali delle farfalle),fino all’intersezione con l’orizzontale passante per l’ordinata 40 SN l’ascissa del punto d’intersezione coincide con metà 2006!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    Buona domenica a tutti ragazzi….

  4. ice2020
    23 maggio 2010 alle 11:30

    Ottimo articolo riassuntivo, ideale per chi inizia a seguirci da poco tempo…

    Faccio notare che la classificazione di Zurigo è stata adottata dal sucessore di Wolf (ora nn ricordo il nome) che andando contro Wolf stesso decise di conteggiare anche i pore o cmq tutte le micromacchiette che apparivano sul sole.

    Questo metodo sostituì quello di Wolf (che invece contava solo le macchie di una certa dimensione) dalgli ultimi anni del 1800 ed è tuttora quello utilizzato dalla specola solare ticinense che poi è la punta di riferimento principale (insieme a Catania) del sidc.

    chiaramente il successore di Wolf nn poteva rendersi conto che nel 21° secolo col progresso della tecnologia, i suddetti osservatori iniziarono a contare anche le specks ed i moscerini spiaccicati sul monitor, così purtroppo i raffronti col passato e coi minimi che a noi interessano veramente (Dalton e Maunder) sn andati definitivamente a farsi benedire!

    Simon

  5. ice2020
    23 maggio 2010 alle 11:37

    Intanto faccio notare come la regione 1072 stamane appare già in fase di leggero declino, mentre il flusso solare nn si è alzato più di tanto (aggiustato a 74 ieri) con la media mensile che scende ulteriormente a 75.63!

  6. 23 maggio 2010 alle 11:40

    OT:
    chissà perchè il NOAA non fa quadrare anche queste sue previsioni
    😀

  7. ice2020
    23 maggio 2010 alle 12:13

    16° sud per la regione 1072, pieno massimo ragazzi!

  8. 23 maggio 2010 alle 12:27

    Continuando il diagramma a farfalla con i conteggi di Catania, vediamo la situazione di maggio, dato che i diagrammi vengono aggiornati ogni fine mese:
    La numerazione é quella delle macchie di CT
    66 a 17°N
    67 23°N
    68 25° S
    69 39° N
    70 18° N
    71 20° S
    72 18° S
    73 20°S
    e quella attuale la
    74 14°S
    Come vediamo continuano le macchie ad assoluta maggioranza in zona max.

  9. 23 maggio 2010 alle 14:02

    Simon questa regione è da pieno massimo…Non c’è che dire…ma ci sono ancora dubbi in merito?

  10. giorgio
    23 maggio 2010 alle 14:15

    Bravo Sand,un po di lezione ci vuole,anche perche tra poco le uniche macchie che si vedranno saranno quelle degli archivi.siamo all”ultimo sbadiglio prima di un lungo sonno….. http://www.persicetometeo.com/public/popup/solar_activity.htm

  11. 23 maggio 2010 alle 15:44

    Una bella neve fresca nelle Alpi a metá maggio!
    http://www.skiinfo.com/News-104-en.jhtml?aic=185651

  12. ice2020
    23 maggio 2010 alle 17:38

    Ahhahhahah…che mortorio oggi…

    o saranno andati tutti al mare come me, oppure i nn interisti nn hanno nemmeno il coraggio di srivere…
    😆

  13. Nintendo(FABIO)
    23 maggio 2010 alle 17:48
  14. 23 maggio 2010 alle 18:06

    EPAAA Fabio sei un genio… (se eri interista eri due geni!)

  15. lorenzo
  16. 23 maggio 2010 alle 18:31

    La revista scientífica Nature Geoscience ha ritirato dai suoi archivi uno studio che prevedeva l´elevazione degli oceani fino a 82 cm. durante il XXI secolo a causa del GW. Lo scienziato responsabile della ricerca, Mark Siddall, ha affermato che ci sono 2 errori tecnici nel suo lavoro che compromettono le conclusioni.

  17. Ivan
    23 maggio 2010 alle 18:41

    ahahah …proprio due eh😉

  18. adri63
    23 maggio 2010 alle 18:42

    ragazzi ot arrivo dal passo dordona alta val brembana bergamo 2100 mt mai vista tanta neve al 23 di maggio ho dovuto approntare sistemi di attraversamento neve. voglio proprio vedere se va via tutta quest’anno ciao grazie a tutti e 3 titoliiiiiiiiiiiiiiii grande . i campioni siamo noi

  19. ALE
    23 maggio 2010 alle 20:40

    Innanzitutto complimenti ai Nerazzurri per l’importante traguardo raggiunto, io non seguo molto il Calcio ma sono felice perchè una squadra Italiana ha conquistato la Coppa Campioni!!
    venendo al Sole che dire: complimenti Sand, hai ben chiarito quanto strano è il SC24!!! La legge di Spoorer sembra che voglia dirci :”Il SC24 è intorno al suo max”, così come la legge di Joy, l’inclinazione della AR 1072 è tale per cui la sua posizione dovrebbe essere a circa 3° Sud, quindi quasi sulla cintura equatoriale!!!! Il grafico ButterFly di SIDC che hai postato è quantomai chiaro!!!!
    Speriamo che presto questa AR decada in spotles plage, io credo che entro un paio di giorni potrebbe anche sparire, se si dovesse comportare come la AR 1069 la quale ha visto la sua area crollare letteralmente prima di passare nel Western Limb!!!
    Comunque Maggio risentirà per sempre dei conteggi stravolti dei primi giorni del mese, dove in data 05-Maggio si segna il Record con 77 SN con un continuum così:

    L’immagine parla da sola e dice a chi ha asseganto quel valore di farsi un esame di coscienza, dati del genere resteranno in archivio e falseranno per sempre la Storia!!! Non è un comportamento da Scienziati!!!!
    Spero che il Sole continui nella strada intrapresa per riprendersi il ruolo di primo attore delle dinamiche climatiche terrestri!!!!
    ALE

  20. giorgio
    23 maggio 2010 alle 21:04

    Ma sai Ale alla gente piace giocare il lotto.Tutti in attesa quindi alla ruota della NASA,potrebbero uscire dei ritardatari.Ciao Giorgio.

  21. giorgio
    23 maggio 2010 alle 21:17

    Quando si ferma l”ejiva…….non riesco nemmeno a scriverlo,tocca al Katla.Comunque spero vivamente di no.

  22. Michele
    23 maggio 2010 alle 21:34

    Chiudiamo la serata con questa curiosità ….OT

    UFO Spiral in the sky seen and heard across Western Canada

    Dopo la norvegia adesso in canada !
    Aveva ragione Simon quando diceva che sarebbe partito tutto da l’emisfero Nord !
    Dal vortice polare in fuga….al vulcano e adesso questa !

    UFO Spiral in the sky seen and heard across Western Canada
    http://www.theweatherspace.com/news/05-22-2010-UFO-Spiral-in-the-sky-seen-and-heard-across-Western-Canada.html

  23. 23 maggio 2010 alle 21:34

    Quali tremori nel Katla??
    Sono praticamente a 0.

    Qualche terremoto debole in data 22 maggio, ma nulla di preoccupante, si tratta di cose all’ordine del giorno. Per ora nessun segnale di un’imminente eruzione.

  24. 23 maggio 2010 alle 21:35

    x michele:
    quella in norvegia è accertato che sia stata causata da un missile.

  25. Nintendo(FABIO)
    23 maggio 2010 alle 21:51

    non commento la notizia che sono sempre scettico su questo tipo di cose.
    ma riguardo al fatto che il cambiamento di circolazione parta proprio dal NH mi pare quasi ovvio.
    al polo nord c’è il VP e un sacco di terre emerse, mentre nel SH ci sono gli oceani che stabilizzano la circolazione e sopra l’antartide c’è sempre un anticiclone fortissimo.

  26. giorgio
    23 maggio 2010 alle 21:57

    Tutti i mutamenti climatici partono sempre dall”equatore.Poi se successivamente si manifestano nell”emisfero nord sono solo conseguenze.In particolare le sorti climatiche del pianeta le decidono le porzioni intertropicali degli oceani pacfico e atlantico

  27. Michele
    23 maggio 2010 alle 22:11

    @ miki
    certo che di questi missili difettosi ce ne sono !
    Anche in Cina.

  28. paolo
    24 maggio 2010 alle 10:00

    si ,infatti, sarebbe anomalo allo stesso modo, che sia stato un missile o meno….

  29. paolo
    24 maggio 2010 alle 10:06

    ps il video della spirale canadese se non è un fake è fantastico

  30. ice2020
    24 maggio 2010 alle 11:20

    Per Michele e gli altri:

    Nella Home del blog gli ufo et simili nn sn accettati! (solo nella sezione “forum”)

    Simon

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