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Martedì, Gennaio 28, 2020

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Il Sole

Il nucleo è la fonte principe dell'energia prodotta dal Sole; qui avvengono infatti le reazioni di fusione nucleare.L'energia generata è rilasciata inizialmente attraverso raggi gamma e raggi X, ma durante l'emissione verso l'esterno essa è continuamente assorbita e riemessa dagli atomi circostanti. Il risultato è che la sua frequenza si abbassa, e diventa quindi una radiazione elettromagnetica più "tranquilla". Il trasporto dell'energia dal nucleo alla superficie del sole impiega anche 10 milioni di anni. Alla fine, essa lascia il sole come una radiazione di corpo nero alla temperatura di circa 5500 °C. Una piccola parte dell'energia è emessa sotto forma di neutrini, energia cinetica e termica del vento solare, composta da materia espulsa dal sole, e una parte ancora più piccola va a formare il suo campo magnetico. I fisici sono capaci di riprodurre lo stesso processo di generazione di energia con la bomba all'idrogeno. Un processo di fusione controllata permetterebbe di sfruttarla per ricavarne energia elettrica, cosa che potrebbe essere possibile in futuro utilizzando reattori nucleari a fusione.Le zone più interne del Sole (nucleo e zona radiativa) presentano elevatissimi valori di temperatura e pressione, e la materia si trova quindi in uno stato degenere detto plasma. Le zone più esterne (zona convettiva, fotosfera, cromosfera e corona solare) non possiedono temperature e pressioni sufficienti per lo stato di plasma, la materia si trova sotto forma di gas. Il risultato è che il Sole non è un corpo solido, ed è soggetto ad una rotazione differenziale dove le diverse parti ruotano a velocità diverse: per esempio, l'equatore ruota più velocemente dei poli. La rotazione differenziale porta ad una distorsione delle linee di campo magnetico nel tempo, che raggiunto un livello critico, formano le macchie solari. Le macchie solari hanno un ciclo di circa 11 anni. Durante questo periodo vi è un picco massimo e minimo di macchie solari visibili. Il picco massimo corrisponde sulla terra ad un periodo più caldo, causato da un'intensa attività solare, mentre il picco minimo corrisponde ad un periodo più freddo. Studi effettuati su documenti del passato hanno dimostrato una correlazione tra il numero di macchie rilevate sulla superficie solare e le annate di cattivi raccolti. Il campo magnetico solare è estremamente complesso ed è soggetto a cicli periodici di attività e scomparsa, con frequenti inversioni dei poli magnetici.La superficie solare è estremamente turbolenta, viene chiamata fotosfera e, oltre alle macchie, ospita numerosi fenomeni come le eruzioni solari. La corona solare, situata subito sopra la superficie solare, è molto rarefatta, con appena 1011 atomi/m3, con una temperatura superiore al milione di gradi.Per sorvegliare ininterrottamente il Sole, l'Agenzia Spaziale Europea e la NASA hanno lanciato assieme, il Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) il 2 dicembre 1995. La sonda è ancora in funzione e fornisce continuamente spettacolari immagini del Sole e della corona, molto utili agli scienziati che studiano il comportamento della nostra stella.Il nucleo è la zona più interna del Sole, dove avvengono le reazioni termonucleari di fusione dell'idrogeno. Trovandosi, come è logico, a grande profondità, è anche la parte meno facile da studiare: un metodo efficace che fornisce particolari è l'eliosismologia, ossia lo studio dei movimenti e delle vibrazioni del Sole.Il nucleo possiede il 10% del volume totale del Sole, ma ben il 40% della sua massa [33]; la sua temperatura si aggira sui 15 milioni di kelvin, la pressione è elevatissima, intorno a 500 miliardi di atmosfere, e la densità del materiale è di circa 150 000 kg/m³; stelle più grandi del Sole hanno nuclei ancor più densi e caldi. Date queste condizioni fisiche, la materia si trova sotto forma di plasma, e gli atomi di idrogeno si scindono in protoni ed elettroni, che a causa della grande pressione, possono venire compressi fra loro e formare un atomo di elio, sprigionando una grande quantità di energia.Sulla fotosfera si possono osservare delle macchie, zone più scure, con temperatura più bassa (la zona più interna è chiamata ombra, mentre il bordo semiombra). Variano molto come misura, e hanno un ciclo di 11 anni. Questo si è potuto affermare osservando gli alberi, infatti, ogni 11 anni l'anello del tronco è più largo, quindi cresce di più. Attraverso l'osservazione dei tronchi degli alberi si possono capire le condizioni climatiche di centinaia, e migliaia di anni fa. Infatti, quando il clima è molto freddo l'anello è più stretto se invece le condizioni climatiche sono più favorevoli l'anello sarà più grande. Tra il 1600 e il 1700 le macchie solari scomparvero, questo fatto è ancora oggi oggetto di studio, anche perché portò ad una pesante variazione del clima terrestre, divenne molto più freddo.Gli strati del Sole al di sopra la fotosfera sono chiamati col nome collettivo di atmosfera solare. Questi strati possono essere osservati con telescopi in grado di osservare tutte le bande dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma passando per la luce visibile: la cromosfera, la zona di transizione, la corona e l'eliosfera. L'eliosfera, che può essere considerata la sottile fascia più esterna del Sole, si estende fin oltre l'orbita di Plutone, fino all'eliopausa, dove forma una forte onda d'urto di confine con il mezzo interstellare. La cromosfera, la regione di transizione e la corona sono invece molto più caldi della superficie solare; la ragione di questo calore resta tuttora sconosciuta.
Qui si trova anche lo strato più freddo del Sole: si tratta di una fascia chiamata regione di minima temperatura (temperature minimum in inglese) posta circa 500 km sopra la fotosfera: quest'area, che ha una temperatura di 5000 K, è sufficientemente fredda per consentire l'esistenza del monossido di carbonio e dell'acqua, le quali linee di assorbimento sono ben visibili nello spettro solare.

Tratto da Wikipedia

ciclo vitale del sole

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