Clima e Sole – Continua la nostra rubrica sulla conoscenza del nostro princpale astro, il Sole. Senza di esso, la vita sulla terrà non sarebbe possibile. Dopo aver visto in un precedente articolo cosa sono: il vento solare, le radiazioni solari e la costante solare. Oggi andremo a scoprire com’è strutturata la nostra stella e quali sono le reazioni fisico chimiche che la caratterizzano.
Clima e Sole: struttura e dinamiche della nostra stella
Il sole è un ammasso gassoso che si trova in una condizione di equilibrio sia termico che idrostatico. Di conseguenza, temperatura, pressione e densità possono essere considerate costanti. Ciò che possiamo studiare del Sole sono principalmente le zone esterne e visibili. Informazioni riguardanti l’interno vengono ricavate applicando le leggi fondamentali della fisica a considerazioni di tipo teorico. Secondo il modello attuale, il Sole è una sfera gassosa suddivisa in una serie di involucri concentrici, caratterizzati da specifiche condizioni fisiche. La temperatura e la densità crescono progressivamente verso l’interno; mentre, la pressione interna che deriva dalle reazioni termonucleari che fanno brillare l’astro controbilanciano esattamente la pressione gravitazionale che tende a far collassare su sé stessa la massa. A partire dal centro, si distinguono tre regioni fondamentali:
- Il nucleo, ossia la parte più calda del Sole, in cui la temperatura raggiunge 15 milioni di gradi kelvin, (9 milioni in più rispetto alla superficie). Esso rappresenta la sede delle reazioni di fusione nucleare che riforniscono l’astro di energia; la pressione nel nucleo è di circa 265 milioni di bar, condizioni in cui la materia perde le sue caratteristiche usuali e diventa un plasma.
- La regione radiativa, in cui l’energia prodotta nel nucleo viene trasmessa soprattutto per irraggiamento; in questa zona la materia è ancora allo stato di plasma.
- La regione convettiva, in cui l’energia viene trasmessa soprattutto per convezione; lo strato è interessato da moti convettivi di enormi masse di gas che trasferiscono il calore dall’interno verso la superficie del Sole.
Gli strati del Sole che si trovano al di sopra della sua superficie prendono il nome di atmosfera solare e vengono suddivisi in:
- Fotosfera, uno strato sottile, avente uno spessore di circa 500 km, attraverso il quale la temperatura diminuisce da circa 7000 K, alla sua base, fino a un minimo di circa 4200 K. Qui è dove si formano regioni più fredde,dette macchie solari, e più calde dette facule.
- Cromosfera, avente uno spessore di circa 2500 km, caratterizzata da un rapido aumento della temperatura. Rappresenta lo strato in cui si sviluppano flares e brillamenti solari.
- Corona, si estende nello spazio interplanetario confondendosi con il vento solare. In questa zona la temperatura, dopo avere raggiunto un massimo di circa 2·106 K, decresce molto lentamente con la distanza. Essa è costituita da gas fortemente ionizzati (i cui atomi sono ioni, cioè elettricamente carichi).
La fotosfera corrisponde al disco luminoso del Sole. La massima parte della luce solare proviene dalla fotosfera, che, in condizion normali, è l’unica regione visibile del Sole. La parte più superficiale di essa presenta zone più brillanti e più calde rispetto a quelle circostanti, dette granuli. Questi hanno vita alquanto breve e ognuno di essi corrisponde a una corrente ascendente che porta i gas caldi provenienti dalla zona convettiva verso la superficie, qui, questi cedono il loro calore e, raffreddandosi, diventano più densi e ridiscendono verso gli strati sottostanti.
Clima e Sole: struttura e dinamiche della nostra stella
La cromosfera e la corona sono invece osservabili soltanto durante le eclissi. Lungo la parte esterna della corona le elevate temperature imprimono grandi movimenti turbolenti ai gas ionizzati, i quali acquistano velocità sufficienti per sfuggire all’attrazione gravitazionale del Sole. Tale flusso di particelle, costituito soprattutto da protoni ed elettroni, costituisce il vento solare, che pervade lo spazio interplanetario investendo anche l’atmosfera terrestre, dove vi arriva alla velocità di circa 400 km/s e interagisce con il campo magnetico terrestre generando il fenomeno dell’aurora.