SOLE: ORIGINE, CARATTERISTICHE, STRUTTURA, COMPOSIZIONE, ATTIVITÀ - ARTE - 2025

Il Sole è la stella che costituisce il centro del Sistema Solare e la più vicina alla Terra, alla quale fornisce energia sotto forma di luce e calore, dando origine alle stagioni, al clima e alle correnti oceaniche del pianeta. Insomma, offrire le condizioni primarie necessarie alla vita.

Il Sole è l'oggetto celeste più importante per gli esseri viventi. Si ritiene che abbia avuto origine circa 5 miliardi di anni fa, da un'immensa nube di materia stellare: gas e polvere. Questi materiali hanno iniziato ad aderire tra loro grazie alla forza di gravità.

Il Sole fornisce energia e calore al pianeta, in modo che la vita possa svilupparsi lì. Fonte: Pexels

Molto probabilmente vi furono contati i resti di alcune supernove, stelle distrutte da un colossale cataclisma, che diede origine a una struttura chiamata proto-stella.

La forza di gravità ha causato un accumulo di materia sempre maggiore e con essa anche la temperatura della protostella è aumentata fino a un punto critico, circa 1 milione di gradi Celsius. Fu proprio lì che venne acceso il reattore nucleare che diede origine a una nuova stella stabile: il Sole.

In termini molto generali, il Sole può essere considerato una stella abbastanza tipica, sebbene con massa, raggio e alcune altre proprietà al di fuori di quella che potrebbe essere considerata la "media" tra le stelle. Più avanti vedremo in quale categoria il Sole è tra le stelle che conosciamo.

L'umanità è sempre stata affascinata dal Sole e ha creato molti modi per studiarlo. Fondamentalmente l'osservazione viene effettuata tramite telescopi, che erano sulla Terra da molto tempo e ora sono anche sui satelliti.

Numerose proprietà del Sole sono note attraverso la luce, ad esempio la spettroscopia ci permette di conoscerne la composizione, grazie al fatto che ogni elemento lascia una traccia distintiva. I meteoriti sono un'altra grande fonte di informazioni, perché mantengono la composizione originale della nube protostellare.

Caratteristiche generali

Ecco alcune delle principali caratteristiche del Sole che sono state osservate dalla Terra:

-La sua forma è praticamente sferica, si appiattisce appena leggermente ai poli a causa della sua rotazione, e dalla Terra è visto come un disco, quindi a volte viene chiamato disco solare.

-Gli elementi più abbondanti sono l'idrogeno e l'elio.

-Misurata dalla Terra, la dimensione angolare del Sole è di circa ½ grado.

-Il raggio del Sole è di circa 700.000 km ed è stimato dalla sua dimensione angolare. Il diametro quindi è di circa 1.400.000 km, circa 109 volte quello della Terra.

-La distanza media tra il Sole e la Terra è l'Unità Astronomica di distanza.

-Per quanto riguarda la sua massa, è ottenuta dall'accelerazione che la Terra acquisisce quando si muove attorno al Sole e al raggio solare: circa 330.000 volte maggiore della Terra o 2 x 10 ³⁰ kg circa.

-Esperienza di cicli o periodi di grande attività, legati al magnetismo solare. Quindi compaiono macchie solari, razzi o razzi ed eruzioni di massa coronale.

-La densità del Sole è molto inferiore a quella della Terra, in quanto è un'entità gassosa.

-In termini di luminosità, che è definita come la quantità di energia irradiata per unità di tempo -potenza-, è equivalente a 4 x 10 ³³ erg / so più di 10 ²³ kilowatt. Per fare un confronto, una lampadina a incandescenza irradia meno di 0,1 kilowatt.

-La temperatura effettiva del Sole è di 6000 ºC. È una temperatura media, vedremo in seguito che il nucleo e la corona sono regioni molto più calde di quella.

Classificazione del sole

Il Sole è considerato una stella nana gialla. In questa categoria ci sono stelle che hanno una massa compresa tra 0,8 e 1,2 volte la massa del Sole.

A seconda della loro luminosità, massa e temperatura, le stelle hanno determinate caratteristiche spettrali. È possibile creare un diagramma posizionando la stella su un grafico della temperatura rispetto alla luminosità, noto come diagramma di Hertzsprung-Russell.

Classificazione delle stelle nel diagramma di Hertzsprung-Russell. Il Sole è nella sequenza principale. Fonte: Wikimedia Commons.

In questo diagramma c'è una regione in cui si trovano la maggior parte delle stelle conosciute: la sequenza principale.

Lì le stelle trascorrono quasi tutta la loro vita e, in base alle caratteristiche citate, viene loro assegnato un tipo spettrale indicato con una lettera maiuscola. Il nostro Sole è nella categoria delle stelle di tipo G2.

Un altro modo abbastanza generale di classificare le stelle è in tre grandi gruppi di popolazioni stellari: I, II e III, una distinzione fatta in base alla quantità di elementi pesanti nella loro composizione.

Ad esempio, le stelle di Popolazione III sono tra le più antiche, formatesi all'inizio dell'Universo, subito dopo il Big Bang. In essi predominano l'elio e l'idrogeno.

Al contrario, le popolazioni I e II sono più giovani e contengono elementi più pesanti, quindi si ritiene che si siano formate con la materia lasciata dalle esplosioni di supernova di altre stelle.

Tra questi, Popolazione II è più antica ed è composta da stelle più fredde e meno luminose. Il nostro Sole è stato classificato nella Popolazione I, una stella relativamente giovane.

Struttura

Struttura a strati del Sole. Fonte: Wikimedia Commons.

Per facilitarne lo studio, la struttura del Sole è suddivisa in 6 strati, distribuiti in regioni ben differenziate, a partire dall'interno:

-Il nucleo solare

-Zona radiativa

-Zona convettiva

-Fotosfera

-Cromosfera

Nucleo

La sua dimensione è circa 1/5 del raggio solare. Lì il Sole produce l'energia che irradia, grazie alle alte temperature (15 milioni di gradi Celsius) e alle pressioni prevalenti, che lo rendono un reattore a fusione.

La forza di gravità funge da stabilizzatore in questo reattore, dove avvengono reazioni in cui vengono prodotti vari elementi chimici. Nella parte più elementare, i nuclei di idrogeno (protoni) diventano nuclei di elio (particelle alfa), che sono stabili nelle condizioni che prevalgono all'interno del nucleo.

Quindi vengono prodotti elementi più pesanti, come carbonio e ossigeno. Tutte queste reazioni rilasciano energia che viaggia attraverso l'interno del Sole per diffondersi in tutto il Sistema Solare, compresa la Terra. Si stima che ogni secondo il Sole trasformi 5 milioni di tonnellate di massa in pura energia.

Zona radiativa

L'energia dal nucleo si sposta verso l'esterno attraverso un meccanismo di radiazione, proprio come un fuoco in un falò riscalda l'ambiente circostante.

In quest'area, la materia è allo stato plasmatico, a una temperatura non così alta come nel nucleo, ma raggiunge circa 5 milioni di kelvin. L'energia sotto forma di fotoni - i pacchetti o "quanti" di luce - viene trasmessa e riassorbita molte volte dalle particelle che compongono il plasma.

Il processo è lento, anche se in media ci vuole circa un mese affinché i fotoni dal nucleo raggiungano la superficie, a volte può essere necessario fino a un milione di anni per continuare a viaggiare verso le aree esterne in modo da poterlo vedere sotto forma di luce.

Zona convettiva

Poiché l'arrivo dei fotoni dalla zona radiativa è ritardato, la temperatura in questo strato scende rapidamente a 2 milioni di kelvin. Il trasporto di energia avviene per convezione, poiché la materia qui non è così ionizzata.

Il trasporto di energia per convezione è prodotto dal movimento di vortici di gas a diverse temperature. Quindi, gli atomi riscaldati salgono verso gli strati più esterni del Sole, portando con sé questa energia, ma in modo non omogeneo.

Fotosfera

Questa "sfera di luce" è la superficie apparente della nostra stella, quella che vediamo da essa (devi sempre usare filtri speciali per vedere direttamente il Sole). È evidente perché il Sole non è solido, ma è fatto di plasma (un gas molto caldo e altamente ionizzato), quindi manca di una superficie reale.

La fotosfera può essere vista attraverso un telescopio dotato di un filtro. Si presenta come granuli lucidi su fondo leggermente più scuro, con la luminosità che diminuisce leggermente verso i bordi. I granuli sono dovuti alle correnti convettive di cui abbiamo parlato prima.

La fotosfera è trasparente in una certa misura, ma poi il materiale diventa così denso che non è possibile vedere attraverso.

Cromosfera

È lo strato più esterno della fotosfera, equivalente all'atmosfera e con una luminosità rossastra, con uno spessore variabile tra 8.000 e 13.000 e una temperatura tra 5.000 e 15.000 ºC. Diventa visibile durante un'eclissi solare e produce gigantesche tempeste di gas incandescenti la cui altezza raggiunge migliaia di chilometri.

Corona

È uno strato di forma irregolare che si estende su diversi raggi solari ed è visibile ad occhio nudo. La densità di questo strato è inferiore a quella del resto, ma può raggiungere temperature fino a 2 milioni di kelvin.

Non è ancora chiaro perché la temperatura di questo strato sia così alta, ma in qualche modo è legata agli intensi campi magnetici che il Sole produce.

All'esterno della corona c'è una grande quantità di polvere concentrata nel piano equatoriale del sole, che diffonde la luce dalla fotosfera, generando la cosiddetta luce zodiacale, una fascia di luce debole che può essere vista ad occhio nudo dopo il tramonto. sole, vicino al punto dell'orizzonte da cui emerge l'eclittica.

Esistono anche anelli che vanno dalla fotosfera alla corona, formati da gas molto più freddi del resto: sono le protuberanze solari, visibili durante le eclissi.

Eliosfera

Uno strato diffuso che si estende oltre Plutone, in cui si produce il vento solare e si manifesta il campo magnetico del Sole.

Composizione

Quasi tutti gli elementi che conosciamo dalla tavola periodica si trovano nel sole. L'elio e l'idrogeno sono gli elementi più abbondanti.

Dall'analisi dello spettro solare è noto che la cromosfera è composta da idrogeno, elio e calcio, mentre ferro, nichel, calcio e argon sono stati trovati allo stato ionizzato nella corona.

Naturalmente, il Sole ha cambiato la sua composizione nel tempo e continuerà a farlo poiché consuma la sua scorta di idrogeno ed elio.

Attività solare

Dal nostro punto di vista, il Sole sembra abbastanza calmo. Ma in realtà è un luogo pieno di attività, in cui si verificano fenomeni su scala inimmaginabile. Tutti i disturbi che si verificano continuamente sul Sole sono chiamati attività solare.

Il magnetismo gioca un ruolo molto importante in questa attività. Tra i principali fenomeni che avvengono sul Sole ci sono:

Protuberanze solari

Sporgenze, protuberanze o filamenti si formano nella corona e sono costituiti da strutture di gas ad alta temperatura, raggiungendo una grande altezza.

Sono visti sul bordo del disco solare sotto forma di strutture allungate che si incastrano, essendo continuamente modificate dal campo magnetico del Sole.

Espulsioni di massa coronale

Come suggerisce il nome, una grande quantità di materia viene espulsa ad alta velocità dal Sole, a una velocità di circa 1000 km / s. È perché le linee del campo magnetico si intrecciano tra loro e attorno a una protuberanza solare, provocando la fuoriuscita del materiale.

Di solito durano per ore, fino a quando le linee del campo magnetico si rompono. Le espulsioni di massa coronale creano un grande flusso di particelle che raggiunge la Terra in pochi giorni.

Questo flusso di particelle interagisce con il campo magnetico terrestre e si manifesta, tra le altre cose, come aurora boreale e aurora meridionale.

Macchie solari

Sono regioni della fotosfera dove il campo magnetico è molto intenso. Sembrano macchie scure sul disco solare e hanno una temperatura inferiore rispetto al resto. Generalmente compaiono in gruppi molto variabili, la cui periodicità è di 11 anni: il famoso Ciclo Solare.

I gruppi di macchie sono molto dinamici, seguendo il movimento di rotazione del Sole, con un punto più grande che va davanti e un altro che chiude il gruppo. Gli scienziati hanno cercato di prevedere il numero di punti in ogni ciclo, con relativo successo.

Fiamme

Si verificano quando il Sole espelle materiale dalla cromosfera e dalla corona. Sono visti come un lampo di luce che fa sembrare più luminose alcune regioni del Sole.

Morte

Come ogni stella, un giorno il Sole scomparirà, ma non lo sarà nel prossimo futuro. Fonte: Pxhere.

Finché durerà il suo combustibile nucleare, il Sole continuerà ad esistere. La nostra stella difficilmente soddisfa le condizioni per morire in una grande catastrofe di tipo supernova, perché per questo una stella ha bisogno di una massa molto maggiore.

Quindi è probabile che quando le riserve si esauriscono, il Sole si gonfierà e si trasformerà in una gigante rossa, facendo evaporare gli oceani della Terra.

Gli strati del Sole si diffonderanno intorno ad esso, inghiottendo il pianeta e formando una nebulosa composta da gas molto luminoso, uno spettacolo che l'umanità potrebbe apprezzare, se per allora si fosse stabilita su un pianeta lontano.

Il resto dell'antico Sole che rimarrà all'interno della nebulosa sarà una nana bianca molto piccola, delle dimensioni della Terra, ma molto più densa. Si raffredderà molto, molto lentamente, in questa fase potrebbe passare circa 1 miliardo di anni in più, fino a diventare una nana nera.

Ma al momento non c'è motivo di preoccuparsi. Si stima che il Sole in questo momento abbia vissuto meno della metà della sua vita e ci vorrà tra i 5000 ei 7000 milioni di anni prima che inizi la fase della gigante rossa.

Riferimenti

1. Tutto sullo spazio. 2016.Tour of the Universe. Immagina di pubblicare.
2. Come funziona. 2016. Book of Space. Immagina di pubblicare.
3. Oster, L. 1984. Astronomia moderna. Reverté editoriale.
4. Wikipedia. Diagramma di Hertzsprung-Russell. Estratto da: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Popolazione stellare. Estratto da: es.wikipedia.org.