029 – MACCHIE SOLARI E BRILLAMENTI – il Sole parte 6

Se posso esprimere un giudizio personale, eccomi a scrivere dell’aspetto di gran lunga piu’ affascinante del Sole!!!! Avevo promesso in proposito di mettere foto spettacolari per descrivere l’argomento e la prima credo rispecchi in pieno questa “promessa”…………soprattutto per i dettagli che si possono cogliere in questa immagine.

Meravigliosa foto del SWEDISH SOLAR TELESCOPE al bordo di una macchia solare con granuli e spicole in evidenza
Meravigliosa foto del SWEDISH SOLAR TELESCOPE al bordo di una macchia solare con granuli e spicole in evidenza

Si tratta di argomenti complessi, ormai lo sapete, ma e’ proprio la loro complessita’ mista alla loro impariggiabile bellezza e potenza, che rendono il tutto piu’ intrigante!!!! Innanzitutto collochiamo le macchie solari nel loro “habitat” naturale: la fotosfera (gia’ impropriamente definita la superficie visibile del Sole)! Non hanno dimensioni standard, possono pero’ arrivare a dimensioni abbastanza grandi da essere visibili a occhio nudo durante l’alba o il tramonto; si e’ misurato che alcune macchie solari hanno diametri di 40 / 45.000 Km e questa e’ una misura sufficiente per essere sacorte anche senza strumentazione. Perche’ sono piu’ scure? Semplicemente perche’ la loro temperatura e’ piu’ fredda rispetto al resto della materia che la circonda; si parla di 4.000 °K della macchia contro i 5.500 °K del resto della fotosfera!

Macchie solari fotografate dallo Swedish Space Telescope
Macchie solari fotografate dallo Swedish Solar Telescope

Le macchie solari sono attraversate da intensi campi magnetici, anzi si puo’ dire che ne sono la valvola di sfogo. Come si e’ gia’ accennato parlando della zona convettiva, i campi magnetici, secondo gli studi, si formerebbero a causa dello sfregamento della zona radiativa contro quella convettiva, lentamente questi campi riuscirebbero a salire in superficie e poi, attraverso le macchie, si liberano dalla costrizione solare esplodendo in spettacolari brillamenti!! Questa e’ una sintesi della sintesi del riassunto 🙂 , ma in concreto succede questo: il flusso magnetico partito dalla zona convettiva e’ ormai arrivato alla superficie, qui all’emergere del campo magnetico, appare la macchia solare, ovvero quella zona piu’ fredda per effetto del turbamento del campo magnetico sulle attivita’ convettive (ipotesi piu’ accreditata); il flusso magnetico appena uscito accumula al suo interno gas caldo proveniente dalla corona diventando cosi’ visibile con una caratteristica forma ad arco. Nel momento in cui il campo assume questa forma ad arco perde la sua forma a spirale che aveva al momento della risalita; la parte ancora “ancorata” alla superficie si contorce e il campo si contrae finche’ le forze in gioco non sono tali da spaccare l’arco che libera la potenza accumulata nel campo magnetico ed espelle il gas in esso intrappolato. Per maggiori chiarimenti clikkate qui per vedere il filmato il-sole-campi-magnetici-e-macchie (copyright filmato NASA/SOHO).

Macchie solari fotografate dal SWEDISH SPACE TELESCOPE
Macchie solari fotografate dal SWEDISH SOLAR TELESCOPE

Va da se che le forze in gioco sono improponibili e inimmaginabili sulla Terra! Per i brillamenti si e’ osservato che la loro forza si aggira fra i 1020 e i 1027 J ( J = Joule unita’ di misura energetica 1J = 1 Watt al secondo). Si puo’ dire che rilasciano miliaridi di megatoni di TNT a ogni “botto”!!!!! Una stima molto poco edificante potrebbe portarci a questo paragone: prendendo come punto di partenza la forza liberata dalla bomba di Hiroshima, si potrebbe dire che il brillamento piu’ piccolo e’ paragonabile alla forza di 50.000 di queste bombe e quello piu’ grosso a 500.000.000.000 !!!!!

Macchie solari e spicole riprese dallo SWEDISH SPACE TELESCOPE
Macchie solari e spicole riprese dallo SWEDISH SOLAR TELESCOPE

Un brillamento si sviluppa in tre fasi:

  1. DI PREPARAZIONE: e’ il momento in cui si accumula energia (a maggioranza magnetica), con un notevole aumento anche nella banda X, gamma, ultravioletta e visibile. Tempo di durata della fase da alcune ora a un giorno;
  2. DEL FLASH: dura pochi minuti, ma sono minuti intensi in cui almeno la meta’ dell’energia accumulata viene liberata sia sotto forma di radiazione che sotto forma di energia cinetica di ioni, che si allontanano dal Sole alla stratosferica velocita’ di 1000 / 1500 km/sec (e’ il vento solare vedi pagina 003 – Venere);
  3. DI DECADIMENTO: qui l’energia residua, che ancora permane nel fenomeno, viene definitivamente liberata sottoforma di radiazione; durata del fenomeno dai 20 minuti a qualche ora.

E’ a questo punto che si rende necessaria la spiegazione di che cosa sono i campi magnetici sviluppati nella nostra stella e dei Cicli Solari, ma per non rendere complicata a noiosa la lettura vi prometto di parlarne nelle prossime pagine!!!

Macchie solari fotografate dallo SWEDISH SOLAR TELESCOPE
Macchie solari fotografate dallo SWEDISH SOLAR TELESCOPE

Vorrei invece concludere con due righe sulle protuberanze solari, che vanno doverosamente annoverate anche loro fra i fenomeni energetici degni di nota!!! Benche’ conosciamo gli sviluppi, non ci e’ ancora chiaro il meccanismo chimico/fisico che si mette in moto per arrivare a produrre questi spettacolari giochi pirotecnici di cui e’ capace il Sole! Va detto che la migliore osservazione del fenomeno si ha nella righa dell’Idrogeno alfa (H-alfa) (*). Il dilemma di questi fenomeni e’ dovuto al fatto che pur essendo legati allo strato coronale del Sole, essi hanno una temperatura molto inferiore all’ambiente che li circonda; possono interagire fra loro se ci sono due protuberanze vicine e variano rapidamente la loro forma. Quello che colpisce e’ la dimensione che una protuberanza puo’ raggiungere: anche 400.000 km di altezza!!!!

Una protuberanza solare e la minuscola Terra
Una protuberanza solare e la minuscola Terra

Se l’altezza stupisce, la larghezza non e’ da meno, 40.000 km; per non parlare della massa che portano con se: tra le 1013 e 1015 kg; c’e’ invece da impallidire davanti alla velocita’ di spostamento di questi fenomeni: anche 400.000 km/h !!!! Qualcuno offre di piu’????

Anche questi fenomeni sono classificabili come protuberanze:

  1. ATTIVE: sono legate alle macchie solari e al flusso dei campi magnetici;
  2. QUIESCENTI: sono le protuberanze intrappolate nel campo magnetico, la loro struttura puo’ restare inalterata anche per parecchio tempo.
  3. ERUTTIVE: si sviluppano velocemente (al contrario delle quiescenti) e ricadono nella cromosfera dove contribuiscono a riscaldare l’ambiente fino a 100.000 °K;
  4. LOOP: associate agli archi sopra le macchie solari di cui si e’ parlato all’inizio di questa pagina;
  5. A VORTICE: per la loro forma attorcigliata (caratteristica dell’intenso campo magnetico);
  6. A GETTO: strettamente legate al ciclo dell’attivita’ solare e collegate sia alle macchie solari che ai brillamenti altamente energetici.
Brillamento da record che ha raggiunto i 400.000
Brillamento da record che ha raggiunto i 400.000 km d'altezza

Dal Cosmo e’ tutto………..

Francesca 74

(*) H-alfa: come si e’ detto alla pagina 024 di questo blog, la radiazione e’ fatta di onde! L’emissione delle onde dell’idrogeno-alfa avvengono alla lunghezza di 656.28 nm (nanometri); la sua traccia e’ di colore rosso e la sua presenza riverla ai ricercatori l’idrogeno ionizzato!!! Andando molto sul tecnico si puo’ dire che: essendo la ionizzazione un passaggio di elettroni (cessione o acquisizione) la presenza di H-alfa segnala nello specifico una transizione eletronica da 3–>2 secondo la serie di Balmer (per chi ricorda un pò di chimica delle superiori e’ il famoso salto di orbitale). Per la fotografia astronomica e’ possibile acquistare filtri che lavorano nella banda dell’H-alfa per fotografare direttamente il Sole.

Foto del Sole con filtro H-alfa - TRANSITO DI VENERE SUL DISCO SOLARE NEL 2006
Foto del Sole con filtro H-alfa - TRANSITO DI VENERE SUL DISCO SOLARE NEL 2006 (NASA/SOHO)
Il Sole ripreso da SOHO - in evidenza la corona
Il Sole ripreso da SOHO - in evidenza la corona