IL SOLE, LA NOSTRA STELLA

di Dante Iagrossi. Ogni popolo, fin dagli albori delle civiltà, ha creato miti e leggende fantasiose e suggestive sul Sole, che ne testimoniano grande riconoscenza ed ammirazione. In particolare, per gli aborigeni australiani, il Sole era come una donna che ogni giorno si svegliava nel suo accampamento situato ad Est, accendeva un fuoco e preparava una torcia di corteccia, portata attraverso il cielo. Prima di partire, si decorava con polvere sottile di ocra rossa e gialla, dispersa sulle nuvole, per cui l’alba appariva rossastra. Quando raggiungeva l’Ovest, stanca, sudata e sporca, si lavava e rinnovava il trucco col giallo ed il rosso, che coloravano il tramonto. Infine, con un viaggio sotterraneo, che forniva calore della torcia alle piante per la crescita, ritornava al suo accampamento in Oriente.

Carta d’identità. Il Sole, la stella più vicina a noi, a circa 150 milioni di km, è una nana gialla, dal diametro equatoriale di 1,4 milioni di km, con una massa 330.000 volte quella terrestre. Contiene 750 volte la massa di tutti i pianeti del Sistema solare. È composto soprattutto da Idrogeno (96%) e in parte di Elio (4%). La temperatura di superficie è di 5.500 gradi C, quella del nucleo centrale arriva ai 15 milioni. Il periodo di rotazione, con velocità di 1993 m/s, è di 25 giorni all’equatore, di 34 ai poli, mentre quello di rivoluzione in orbita ellittica attorno al centro della nostra galassia, con velocità di 251 km/s, è di circa 250 milioni di anni. Si pensa che finora il Sole abbia completato la sua orbita solo una ventina di volte.

Struttura. Nucleo, zona radiativa, convettiva; in superficie, fotosfera, poi cromosfera e corona.

Struttura del Sole

Produzione di luce e calore. Nel nucleo, con pressioni e temperature molto elevate, avvengono le reazioni di fusione nucleare, che trasformano i nuclei dell’idrogeno in nuclei di elio, ad un tasso di 600 milioni di tonnellate al secondo. La perdita di massa è trasformata in luce e calore, indispensabili alla vita sulla Terra. Senza Sole non sarebbe possibile ai vegetali svolgere la fotosintesi clorofilliana, per cui gli erbivori, i carnivori non avrebbero nutrimento, cioè in breve si estinguerebbero praticamente tutte le forme di vita.

Attività. La superficie solare si presenta granulare, molte zone scure, le macchie solari, dotate di temperatura inferiore di circa 1500 gradi in meno rispetto alle chiare. Esse in coppia con poli magnetici opposti hanno al centro una parte scura (ombra) e attorno una più chiara (penombra). Esse seguono la rotazione terrestre ed impiegano quindi 27 giorni per ritornare in posizione iniziale. Presentano un massimo ogni 11 anni, il prossimo ci sarà nel 2024.

Presso le macchie ci sono protuberanze, più luminose, nubi archiformi di Idrogeno, che arrivano a 40mila km di altezza, e i brillamenti, brevi getti esplosivi di gas e radiazioni. Si producono anche flussi di particelle che arrivano sulla Terra, determinando le bellissime aurore colorate.

Eclissi anulare

Eclissi. A volte la Luna si trova in congiunzione, dalla stessa parte del sole rispetto alla Terra, in posizione tale che il suo cono d’ombra oscura del tutto il disco solare (eclissi di Sole), oppure in parte (eclissi anulare).

Ultime scoperte. Il 15 giugno 2020 la sonda Solar si è trovata nel punto più vicino al Sole, a circa 77 milioni di km, e mediante un coronografo, ha scoperto micro-brillamenti nella corona, mai visti prima, sparsi dovunque, che pur deboli da soli, insieme potrebbero diventare pericolosi. Essi potrebbero provocare un rilevante aumento di temperatura della corona, già molto più elevata di quella della superficie solare.

Alla fine di novembre 2020, con l’inizio di un nuovo ciclo di attività, si è verificata la più grande eruzione degli ultimi tre anni, di classe M4,4, di medie dimensioni, in scala da 1 a 9. Si è diffuso materiale solare come una gigantesca nuvola di gas e campi magnetici (CME, espulsione di massa coronale). Inoltre si è notato anche uno sciame di particelle energetiche solari veloci, guidate dai campi magnetici che fluiscono dal Sole, a causa della rotazione solare, spinte indietro a spirale. Il fenomeno è stato generato da una macchia presente nella parte orientale dell’emisfero sud del Sole.

La fine. Il Sole per adesso si trova in una situazione stabile di equilibrio tra la forza compressiva gravitazionale e l’espansiva di quella nucleare. Quando però l’idrogeno si esaurirà, il nucleo avrà una contrazione, con aumento di temperatura, che a sua volta produrrà una espansione termica degli strati sovrastanti: gigante rossa, che inghiottirà Mercurio, forse anche Venere. Poi, sia pure per poco, si riaccenderà la fornace con trasformazione di elio in carbonio. Infine, dopo l’ultima contrazione, sarà una nana bianca con nebulosa planetaria, di luminosità tipo l’attuale, per poi spegnersi del tutto, divenendo una nana nera. Triste destino per una stella che ha permesso lo sviluppo della vita sul nostro pianeta, per un lunghissimo arco temporale.

Impianti solari. Abbiamo ancora da imparare tante cose sul Sole, ma per il momento ne sfruttiamo l’energia enorme e pulita, con impianti fotovoltaici e solari sempre più diffusi. I primi trasformano le radiazioni solari in energia elettrica mediante pannelli di silicio. Gli impianti solari invece sono collegati a serbatoi di accumulo che riscaldano l’acqua, al posto di comuni caldaie e scaldabagni. Quelli solari a concentrazione usano specchi per convogliare il calore in caldaie capaci di avviare impianti termoelettrici. Infine il solare passivo sfrutta in modo naturale i raggi solari con la costruzione di edifici, capaci di far passare una maggiore quantità di radiazioni.

Allora gli esseri umani potranno sopravvivere, ma soltanto altrove, molto lontano, su qualche altro pianeta, se vi avranno creato per tempo le condizioni necessarie tramite le loro acquisizioni scientifiche e tecnologiche avanzate. (crediti fotografici: informazioneambiente.it – repubblica.it). Dante Iagrossi, Caiazzo. VIDEO (SDO, dieci anni col Sole in fronte):

Eclissi della Superluna

     Ciclicamente ritornano. Le eclissi avvengono probabilmente fin da quando Terra (raggio medio 6371 km) e Luna (raggio medio 1738 km) si sono formate. Come ho già scritto (vedi Le eclissi), le eclissi avvengono quando c’è un allineamento Sole-Terra-Luna oppure Sole-Luna-Terra.

     L’eclissi che segnalo è quella del prossimo 28 settembre (notte tra il 27 e il 28), un’eclissi di Luna che capita quando quest’unico satellite naturale della Terra si troverà alla minima distanza da noi. La distanza media Terra-Luna è di 384.400 km circa, quella massima è di 406.700 km e si ha quando la Luna è in apogeo, quella minima (nel perigeo) è di 364.000 km. Le differenti distanze sono dovute all’orbita ellittica intorno alla Terra, percorsa dalla Luna in rotazione sincrona, cioè con la durata identica di rotazione intorno al proprio asse e rivoluzione intorno alla Terra: 27 giorni, 7 ore e 43 minuti. Le diverse distanze della Luna, durante la sua orbita intorno al nostro Pianeta, sono state calcolate in base al tempo impiegato da un fascio di raggi laser per percorrere il tratto Terra-Luna e ritorno, dopo essere stato riflesso da un particolare specchio lasciato sulla Luna dagli astronauti dell’Apollo 11.

     Il 28 settembre la Luna si troverà in opposizione e allineata all’asse Terra-Sole e in prossimità del perigeo, mostrandosi più luminosa e con un disco lunare (Luna piena) più grande del 15% rispetto alla media. In questa situazione, l’americano Richard Nolle nel 1979 la definì “Superluna”. Chi osserva raramente e distrattamente gli astri, probabilmente non si accorgerà di alcuna differenza con altre situazioni di Luna piena. Anche la colorazione tenderà al rosa-rossastro per semplici fenomeni fisici dovuti alla riflessione della luce solare, che in minima parte la raggiunge riflessa anche dall’atmosfera terrestre.

     Chi ha voglia di osservare questa Superluna e la sua eclissi dietro l’ombra proiettata dalla Terra deve sperare che la notte tra il 27 e il 28 settembre sia sgombra di nubi. C’è poi un altro particolare: l’eclissi durerà tre ore circa, tra le tre e le sei del mattino. Ore non proprio ideali per svegliarsi e posizionarsi sul balcone o all’aperto per l’osservazione.

     Chi non può o non ha voglia adesso non si preoccupi: il 21 gennaio 2019 l’eclissi lunare ritornerà, ma saremo quasi nei “giorni della merla”, ancora meno adatti per stare fuori di notte a fare osservazioni. Per quella di un’altra superluna invece bisognerà aspettare il 2033.

     Nelle immagini, due momenti di Luna (quasi) piena del 27 agosto scorso. Nel primo caso è visibile la colorazione tendente al rosso. Sono distinguibili i principali crateri da impatto dovuti al bombardamento di meteoriti, che hanno i nomi di personaggi storici (Keplero, Copernico, Platone, …). Le zone chiare sono aree irregolari chiamate terre alte (costituiscono il 78% della faccia visibile della Luna), ricche di rilievi. Le zone più scure, alternate a quelle chiare, sono estese depressioni dette mari e ricoperte da uno strato più o meno spesso, a seconda delle zone, di detriti e polveri fini detto regolite.

Per approfondire: anteprima del bellissimo Atlante Fotografico della Luna, curato da Walter Ferreri, con immagini originali della NASA.

Le eclissi

A Torino il 4 gennaio scorso non è stato possibile osservare l’eclissi di Sole. Il cielo è stato coperto da nuvole per l’intera giornata. Possiamo però osservare i video ripresi in altre parti d’Italia o d’Europa e messi in rete. Ad esempio quello ripreso dall’Osservatorio Astronomico di Napoli (durata 1’34”) da Enrico Cascone.

Ma cosa significa eclissi e quando avviene un’eclissi? Eclissi significa temporanea invisibilità di un astro per l’interposizione di un altro astro e deriva dal greco ecleìpein “abbandonare” e poi dal latino eclipsis. L’eclissi avviene quando Sole, Terra e Luna si trovano allineati e uno dei corpi celesti che si può trovare in mezzo (Terra o Luna che distano l’una dall’altra circa 384.000 km, certamente non il Sole che dista dalla Terra circa 150 milioni di km) intercetta i raggi solari.

Se è la Terra a interporsi tra il Sole e la Luna, l’ombra della Terra viene proiettata sul “disco” lunare e si ha l’eclissi di Luna. Questo accade quando siamo nella fase di Luna piena perché il nostro satellite è in posizione opposta rispetto al Sole. Naturalmente non basta che ci sia Luna piena per avere l’eclissi di Luna, altrimenti ne avremmo una ogni mese, ogni plenilunio (se l’orbita della Terra intorno al Sole e quella della Luna intorno alla Terra fossero complanari, ogni mese avremmo anche un’eclissi di Sole). Invece l’eclissi lunare è un fenomeno che avviene approssimativamente ogni sei mesi perché la Luna, normalmente si sposta sopra e sotto il cono d’ombra proiettato dalla Terra. Infatti l’orbita lunare è inclinata di circa 5° rispetto all’orbita di rivoluzione (eclittica) del nostro pianeta intorno al Sole. Per avere le eclissi è necessario che i tre astri siano allineati lungo la “linea dei nodi” cioè i punti di intersezione delle due orbite. I nodi però si trovano in due parti opposte dell’orbita, per questo le eclissi capitano ogni sei mesi circa. Consideriamo anche che i nodi non sono punti fissi ma percorrono l’intera eclittica in 18 anni circa, perciò gli intervalli tra un’eclissi e l’altra non sono gli stessi. Le eclissi lunari possono essere parziali (solo una parte della Luna viene oscurata) oppure totali e, a differenza di quelle solari, sono visibili da regioni geografiche terrestri molto più estese.

L’eclissi solare invece si ha quando è la Luna a interporsi tra il Sole e la Terra e ciò può avvenire solo quando siamo nella fase di Luna nuova. In questo caso il disco lunare copre il Sole che ci appare occultato. La grandezza apparente dei due astri visti dalla Terra può essere simile e il Sole può essere coperto tutto (eclissi totale, dura solo pochi minuti ed è osservabile solo da una piccola regione della Terra) o in parte (eclissi parziale). Con i moderni strumenti di osservazione astronomica, anche esterni all’atmosfera del nostro pianeta, il fenomeno delle eclissi, per gli studiosi, non ha più la stessa importanza che ha avuto nei secoli scorsi. Le eclissi solari totali sono considerate ancora interessanti, sia perché consentono altre osservazioni come la corona solare che si estende per milioni di km nello spazio interplanetario o le eruzioni di plasma, le protuberanze; sia perché, per una determinata località terrestre, avvengono in media ogni duecento anni. Ma oggi, al contrario del passato, ci si sposta da un continente all’altro con molta più facilità. 

Nell’eclissi parziale la Luna oscura il Sole solo in parte. Nell’eclissi anulare, la Luna si trova nella sua orbita ellittica vicino al punto più lontano dalla Terra, perciò il suo disco ci appare più piccolo di circa 1/10 rispetto alla dimensione massima.  In questa situazione il disco lunare è più piccolo di quello solare e resta visibile un anello di luce solare che circonda il resto del Sole occultato.

Dal punto di vista storico, le prime testimonianze sulle eclissi di Sole sono un documento cinese del 2.136 a.C. e uno babilonese del 763 a.C. che descrive dettagliatamente il fenomeno. Le eclissi si possono prevedere perché si ripetono secondo cicli ben determinati. Il primo a predisporre un catalogo completo delle eclissi, avvenute dal 1207 a.C. e previste fino al 2162 d.C., fu l’astronomo ceko Teodoro Ritter in una pubblicazione del 1887.

Le prossime eclissi solari visibili dall’Europa sono previste per le seguenti date: 20-03-2015 (eclissi totale), 12-06-2026 (eclissi totale), 02-08-2027 (eclissi totale), 01-06-2030 (eclissi anulare), 21-06-2039 (eclissi anulare), 11-06-2048 (eclissi anulare).