Prendiamoci cura della Terra

Il Sole, la nostra stella

In questa foto del Sole è ben visibile il fenomeno dovuto ai moti convettivi presenti nello strato fotosferico. Questi moti trasportano il calore alla superficie molto rapidamente e sono visibili sotto forma di granuli. Le zone intergranulari, più scure, rappresentano regioni di plasma più freddo, che scende verso l’interno.

Il Sole salì nel cielo di bronzo, lasciando il mare bellissimo, per brillare agli eterni e ai mortali…. (Omero “Odissea” Libro III 1-3)

Durante l’ora di scienze, alle superiori, chiesi al mio professore da dove venissero gli elementi della tavola periodica. Lui mi rispose che provenivano dalla crosta terrestre. Sicuramente noi è da lì che li prendiamo, ma come sono arrivati sulla Terra? Per conoscere la risposta dobbiamo alzare lo sguardo verso il cielo e le stelle.

Sono soltanto 3 gli elementi originali dell’universo, idrogeno elio e litio, tutto il resto viene forgiato nei cuori e tra i resti delle stelle morenti. Ebbene sì, il calcio delle nostre ossa, il ferro del nostro sangue, l’ossigeno e tutto quello di cui siamo fatti si forma nelle stelle.

Siamo polvere di stelle, stelle come il Sole, la nostra stella, la nostra fonte di vita. Ci fornisce il calore e la luce che permette alla vita di proliferare, lo vediamo sorgere e tramontare ogni giorno con regolarità, ma se pensiamo che il nostro Sole se ne stia lì tranquillo, ogni giorno uguale a un altro, sbagliamo di grosso: è un tipo abbastanza agitato e cambia ogni ora, ogni minuto, anzi ogni secondo.

Ogni secondo infatti più di 594 milioni di tonnellate di idrogeno vengono trasformate in elio, proprio nel nucleo della stella. In questa trasformazione il sole si alleggerisce ogni secondo di 4 milioni di tonnellate che si trasformano in energia e calore, numeri a noi incomprensibili. Un dato che può fungere da termine di paragone è la produzione mondiale di energia elettrica: per eguagliare l’energia prodotta dal Sole in un secondo, tutti gli impianti di produzione di energia elettrica del nostro pianeta dovrebbero funzionare per più di 4 milioni di anni.

La fusione nucleare avviene nella parte più interna del Sole, dove può stimarsi una pressione pari a 500 miliardi di atmosfere; considerando che la pressione dei gas dipende dalla densità e dalla temperatura, si ricava che nel nucleo quest’ultima deve essere dell’ordine di 15 milioni di gradi centigradi.

Protuberanze sulla superficie solare. Una protuberanza solare è un getto di plasma solare che, partendo dalla cromosfera, si estende nella zona della corona. Spinte dal campo magnetico del Sole questi getti si estendono per migliaia di km.
Protuberanze solari a confronto con la Terra. Questo montaggio mostra le differenze fra le dimensioni della Terra, che ha un diametro di circa 13.000 km, e le protuberanze della nostra stella. Naturalmente la distanza della Terra dal Sole non è quella che appare, per fortuna.

Il Sole è una stella media che si trova nella sua sequenza principale, ha un’età di circa 5 miliardi di anni e non ha confini precisi, trattandosi di una sfera di gas incandescente.

L’idrogeno presente nella fornace del Sole è sufficiente per almeno altri 5 miliardi di anni, dopodiché si sarà trasformato interamente in elio ed allora inizierà la conversione dell’elio in carbonio, che a sua volta sarà trasformato in ossigeno, e così via con altri processi di trasformazione di elementi, fino a quando il Sole si esaurirà e sarà destinato a spegnersi lentamente. Tranquilli però, come abbiamo detto ci vorranno ancora altri 5 miliardi di anni perché consumi tutto il suo combustibile, e termini come nana bianca circondata da una nebulosa planetaria.

Come abbiamo detto, nella fusione nucleare dell’idrogeno in elio una piccola parte della massa iniziale si trasforma in energia, che viene emessa dalla stella. Partendo dal nucleo, questa energia (i fotoni) impiega anche 10.000 anni prima di raggiungere la superficie del Sole e soltanto 8 minuti e mezzo per giungere sulla Terra sotto forma di luce e calore.

8 minuti e mezzo infatti impiega la luce a percorrere i 150 milioni di chilometri che separano il sole dalla terra, quindi quando noi guardiamo il Sole lo vediamo sempre come era circa 8 minuti e mezzo prima.

Questa è una legge universale: la luce ha una velocità finita, che può sembrare molto alta (fa il giro della terra 7 volte al secondo) oppure tremendamente lenta, tanto che quando guardiamo alcune delle stelle del firmamento, le vediamo come erano migliaia di anni prima; anzi, mentre le vediamo potrebbero non esserci più! Più lontano riusciamo a vedere con i nostri strumenti e più andiamo indietro nel tempo.

Passaggio del pianeta Mercurio sul disco solare del 2018. La distanza di Mercurio (il più piccolo del sistema solare) dal Sole è di soli 58 milioni di km di media. La sua vicinanza al Sole, e quindi la sua elevata temperatura, associata alla sua piccola massa, non gli ha permesso di avere un’atmosfera.

Ma torniamo alla stella che dista circa 8 minuti luce da noi. La Terra, tutti noi, e gli altri pianeti del sistema solare siamo immersi nella sua atmosfera esterna, chiamata eliosfera. La sua energia riscalda gli oceani, crea le dinamiche climatiche e fornisce energia alle piante; per tutte le forme di vita è “l’oggetto” più riconoscibile.

In poche parole, è il Sole che ci permette di esistere e vivere.

Il Sole da sempre affascina l’uomo. Fin dalle più antiche civiltà l’uomo ha sempre venerato il Sole, costruendo templi perché́ da questa piccola stella (nella galassia ce ne sono di molto più̀ grandi e potenti ma che spesso vivono molto meno) dipende la nostra vita. Basti pensare che quando si sviluppò l’agricoltura, gli uomini cominciarono a capire che il ciclo delle piante dipendeva dal Sole e che dovevano seminare in precisi momenti. Impararono presto che i punti in cui il Sole sorge e tramonta cambiano nell’anno e raggiungono i due estremi ai solstizi d’inverno e d’estate, poi invertono la direzione e tornano indietro.

Il Sole è una stella e il suo funzionamento oggi è ben noto, tanto da conoscerne l’età e il destino. Restano comunque ancora alcune domande aperte. Sappiamo che la corona solare esterna è molto più calda dei 6000 gradi centigradi della superficie, ma non ne conosciamo il motivo. Alcune sonde sono state inviate per studiare bene e da vicino il vento solare, quelle particelle che giungono fino a noi e che, interagendo con il campo magnetico terrestre, danno origine ad uno degli spettacoli più incredibili visibili nel nostro cielo: le Aurore polari. Quando vediamo le aurore stiamo vedendo gli effetti delle particelle solari sulla nostra ionosfera. Un altro grande spettacolo che ci riserva, questa volta con l’aiuto della nostra compagna di viaggio, la Luna, sono le eclissi.

Le eclissi totali di Sole sono di suggestiva bellezza, quasi inquietanti, soprattutto se viste dal vivo. Improvvisamente nel cielo il Sole scompare, lasciandoci nel buio per qualche minuto per poi ricomparire come un anello di diamanti.

La corona solare, visibile solamente durante un’eclissi totale, si presenta come un anello di bagliori bianchi. Le macchie rosse, dette grani di Baily, si presentano dove la Luna passa vicino al Sole e l’irregolare topografia lunare consente alla luce solare di filtrare in alcune aree, come si vede nella fotografia dell’Armstrong’s Gulfstream III della NASA. Foto: NASA/Carla Thomas.

Ma la nostra stella si esibisce in un’altra interpretazione a noi molto più familiare, che ci propone con regolarità ogni giorno: il tramonto. Da sempre fonte di ispirazione di tanti artisti, poeti, pittori e scrittori, la luce calda del tramonto ci dona intimità e serenità, è come se il Sole dipingesse il cielo prima di tramontare per mostrarci le altre stelle.

Il Sole in cifre

Crediti

Autore: Giancarlo Neccia è astrofilo e astrofotografo dell’associazione “La via delle Stelle” di cui è vicepresidente. Gestisce a livello tecnico l’osservatorio “La via delle stelle” di Montelanico (Roma) e l’osservatorio Maurizio Cassandra di Carpineto Romano (Roma) dotato di telescopio Marcon da 400 mm.

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