Quando guardi il Sole vedi un oggetto luminoso nel cielo. Poiché non è sicuro guardare direttamente il Sole senza una buona protezione per gli occhi, è difficile studiare la nostra stella. Tuttavia, gli astronomi usano telescopi speciali e veicoli spaziali per saperne di più sul Sole e sulla sua continua attività.
Oggi sappiamo che il Sole è un oggetto a più strati con una "fornace" di fusione nucleare al centro. La sua superficie, chiamata fotosfera, appare liscia e perfetta per la maggior parte degli osservatori. Tuttavia, uno sguardo più attento alla superficie rivela un luogo attivo diverso da qualsiasi cosa sperimentiamo sulla Terra. Una delle caratteristiche chiave che definiscono la superficie è la presenza occasionale di macchie solari.
Cosa sono le macchie solari?
Sotto la fotosfera del Sole si trova un complesso pasticcio di correnti di plasma, campi magnetici e canali termici. Nel tempo, la rotazione del Sole provoca la torsione dei campi magnetici, che interrompe il flusso di energia termica da e verso la superficie. Il campo magnetico contorto a volte può perforare la superficie, creando un arco di plasma, chiamato protuberanza o brillamento solare.
Qualsiasi punto del Sole in cui emergono i campi magnetici ha meno calore che scorre in superficie. Ciò crea un punto relativamente fresco (circa 4,500 kelvin invece dei più caldi 6,000 kelvin) sulla fotosfera. Questo "punto" freddo appare scuro rispetto all'inferno circostante che è la superficie del Sole. Questi punti neri delle regioni più fredde sono ciò che chiamiamo macchie solari.
Con che frequenza si verificano le macchie solari?
La comparsa delle macchie solari è interamente dovuta alla guerra tra i campi magnetici torsionali e le correnti di plasma sotto la fotosfera. Quindi, la regolarità delle macchie solari dipende da quanto è diventato torto il campo magnetico (che è anche legato a quanto velocemente o lentamente si muovono le correnti di plasma).
Mentre le specifiche esatte sono ancora in fase di studio, sembra che queste interazioni del sottosuolo abbiano una tendenza storica: il Sole sembra attraversare un ciclo solare circa ogni 11 anni circa. (In realtà sono più simili a 22 anni, poiché ogni ciclo di 11 anni fa ribaltare i poli magnetici del Sole, quindi ci vogliono due cicli per riportare le cose come erano.)
Come parte di questo ciclo, il campo diventa più contorto, portando a più macchie solari. Alla fine questi campi magnetici contorti vengono così legati e generano così tanto calore che il campo alla fine scatta, come un elastico attorcigliato. Ciò sprigiona un'enorme quantità di energia in un brillamento solare. A volte, c'è un'esplosione di plasma dal Sole, che è chiamata "espulsione di massa coronale". Questi non accadono sempre sul Sole, sebbene siano frequenti. Aumentano di frequenza ogni 11 anni e l'attività di picco è chiamata massimo solare.
Nanoflares e macchie solari
Recentemente i fisici solari (gli scienziati che studiano il Sole), hanno scoperto che ci sono molti minuscoli bagliori che eruttano come parte dell'attività solare. Hanno soprannominato queste nanoflari e accadono continuamente. Il loro calore è ciò che è essenzialmente responsabile delle altissime temperature nella corona solare (l'atmosfera esterna del Sole).
Una volta sciolto il campo magnetico, l'attività diminuisce di nuovo, portando al minimo solare. Ci sono stati anche periodi nella storia in cui l'attività solare è diminuita per un lungo periodo di tempo, rimanendo effettivamente al minimo solare per anni o decenni alla volta.
Un periodo di 70 anni dal 1645 al 1715, noto come il minimo di Maunder, è uno di questi esempi. Si pensa che sia correlato a un calo della temperatura media registrato in tutta Europa. Questa è diventata nota come "la piccola era glaciale".
Gli osservatori solari hanno notato un altro rallentamento dell'attività durante il ciclo solare più recente, il che solleva interrogativi su queste variazioni nel comportamento a lungo termine del Sole.
Macchie solari e meteorologia spaziale
L'attività solare come i brillamenti e le espulsioni di massa coronale inviano nello spazio enormi nubi di plasma ionizzato (gas surriscaldati). Quando queste nuvole magnetizzate raggiungono il campo magnetico di un pianeta, sbattono nell'atmosfera superiore di quel mondo e causano disturbi. Questo si chiama "meteorologia spaziale". Sulla Terra, vediamo gli effetti del tempo spaziale nell'aurora boreale e nell'aurora australiana (aurora boreale e aurora meridionale). Questa attività ha altri effetti: sul nostro tempo, sulle nostre reti elettriche, sulle reti di comunicazione e su altre tecnologie su cui facciamo affidamento nella nostra vita quotidiana. La meteorologia spaziale e le macchie solari fanno tutti parte del vivere vicino a una stella.
A cura di Carolyn Collins Petersen