Osservare il Sole

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Osservazione del Sole
L'attività solare

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Apogeo, Atmosfera, Campo magnetico, Eliosfera, Energia, Equatore, Fusione nucleare, Gravità, Kelvin, Lunghezza d'onda, Mezzo interstellare, Perielio, Radiazione, Raggi cosmici, Righe di assorbimento, Rotazione, Spettro elettromagnetico, Stella, Telescopio, UA

L'osservazione del Sole

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L'Attività Solare

L'attività solare è data in maniera grossolana dal numero di macchie che appaiono sul disco della nostra stella. Spesso le previsioni riguardanti l'attività solare sono state sbagliate: già il ciclo del 1959-1960, ad esempio, era stato previsto molto tranquillo ed invece rappresentò il più intenso registrato ad oggi. Era il 19° ciclo e portò un gran numero di macchie e tempeste solari. Il prossimo ciclo, quello che stiamo per vivere, è il ventiquattresimo.

Non è banale il ciclo solare nella nostra vita di tutti i giorni, soprattutto con l'avvento delle tecnologie di comunicazione satellitari. Il vento solare, infatti, ha una influenza notevole sul funzionamento dei satelliti, sui sistemi energetici e su molti settori della nostra moderna società.
Il quadratino che vedete su ogni pagina, sulla destra, chiamato "Il Sole in diretta da SOHO" dovrebbe richiamare ogni giorno la vostra attenzione. Date sempre una occhiata al nostro Sole.

I CICLI SOLARI ED IL NUMERO DI WOLF
Un ciclo solare è il motore che si trova alla base dei fenomeni solari quali macchie e tempeste magnetiche, ma anche brillamenti solari, espulsioni di massa coronale e frequenza delle aurore sulla Terra.

Si manifesta, quindi, sottoforma di vere e proprie macchie solari, più scure rispetto al resto del disco, che vanno e vengono con periodi medi di undici anni: in undici anni, in pratica, la presenza di macchie sulla superficie solare passa da un minimo ad un massimo fino ad un nuovo minimo. Un ciclo solare, in pratica, è il tempo intercorrente tra due minimi di attività solare. Undici anni, si è detto, è un tempo medio, visto che storicamente si è passati dai dieci anni fino ai dodici.
La regolarità nel comportamento delle macchie venne messa in risalto dal tedesco Heinrich Schwabe. Durante i massimi c'era una intensa presenza di macchie mentre la polarità del campo magnetico solare si indeboliva, in concomitanza con una maggior violenza del vento solare.
I minimi erano invece caratterizzati da un vento solare costante e tranquillo, nessuna macchia solare per intere settimane e un campo magnetico stabile:

	Vento solare	Macchie solari	Campo magnetico
Massimo	Violente fluttuazioni	Tante	Polarizzazione ridotta
Minimo	Tranquillo e costante	Nessuna	Stabile

Ora, chiaramente Schwabe non aveva i mezzi per misurare tutto questo, anche perché era un farmacista con la passione dell'astronomia. Ma a 43 anni si incuriosì del Sole e notò un massimo di macchie dal 1827 al 1830, con un successivo minimo nel 1833 ed un nuovo massimo nel 1837. Il tedesco allora si sbilanciò, prevedendo un nuovo massimo per il 1848. Il successo della previsione fece accostare a questo tipo di studio gli astronomi del tempo, che individuarono quindi con più accuratezza la durata del periodo.

Verso la metà dello stesso secolo (Ottocento), lo svizzero Rudolf Wolf determinò una formula per calcolare l'intensità dell'attività. La misura è espressa in Numero di Wolf e si basa sul fatto che le macchie appaiono spesso organizzate in gruppi.
In pratica, il Numero di Wolf si ottiene moltiplicando per 10 il numero di gruppi di macchie presenti, aggiungendo poi il numero di macchie presenti in ciascuno dei gruppi stessi. Vengono in seguito introdotti calcoli per eliminare dal calcolo le differenze dovute alle prestazioni degli strumenti utilizzati dai diversi osservatori.

STORIA DELL'ATTIVITA' SOLARE

I dati riguardanti le attività solari partono più o meno dal 1600. Potrebbe sembrare una discrepanza il fatto che soltanto nelle metà dell'Ottocento si scoprirono i cicli, ma non lo è. Se non ci fossero stati i dati, infatti, non sarebbe stato possibile estrarre una regola!
La regolarità degli undici anni, come detto, è data soltanto da un valore medio poiché il Sole non è così preciso in termini di minimi e di massimi.
Galileo Galilei ebbe appena il tempo di scoprirle al telescopio nel 1609, visto che subito dopo il Sole non presentò alcuna macchia per ben 70 anni, dal 1645 al 1715 in quello che è noto come Minimo di Maunder. Durante questo periodo si ebbe anche una piccola "era glaciale" sulla Terra, caratterizzata da temperature basse, raccolti andati a male e carestie. Altro minimo famoso è il Minimo di Danton, a cavallo tra il 1800, di una durata di una quarantina di anni.
Molti vedono legami tra l'attività solare ed il clima terrestre. In realtà qualche legame sembra esistere: si potrebbe pensare che in presenza di un maggior numero di macchie il Sole emetta meno radiazioni, visto che le macchie - scure - sono più fredde e comunque rappresentano un buco della zona radiativa solare. Invece non è così: più macchie portano a radiazioni maggiori.Intorno alle macchie, infatti, ci sono le faculae: regioni brillanti in grado di aumentare la radiazione solare. I dati precedenti al 1600 sono soltanto dedotti a partire da questa assunzione che lega temperature e attività solare. Così, studiando l'andamento delle temperature nel tempo ed altri fattori come i cerchi di accrescimento degli alberi o il nucleo dei ghiacci, si è giunti a ipotizzare che un altro minimo di notevole lunghezza sia stato raggiunto intorno al 1550, con una lunghezza addirittura di 150 anni.
Tra il 1100 ed il 1300, invece, dovrebbe essersi verificata una intensa attività solare. Dati alla mano, il Sole dovrebbe aver trascorso un settimo della sua vita in stato di assoluta quiete, quindi non è raro che attraversi una fase di minima attività.
Prendendo a riferimento i singoli anni di minimo, e contando i giorni in cui il Sole non ha presentato macchie rispetto ai giorni totali dell'anno, si risale al 1913 con una assenza di macchie estesa a 311 giorni su 365 (85% circa). Nel 2008 i giorni privi di macchie sono stati 266 (73%) mentre la proiezione del 2009, con i dati fermi a maggio, sono si 299 giorni senza macchie. Basti pensare che sui 140 giorni del 2009 fino a maggio, ben 115 sono stati privi di macchie.

IL 24° CICLO SOLARE
Le previsioni per il 24° ciclo solare sono state più volte riviste, con l'istituzione addirittura di un Cominato per la previsione da parte della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Gli esperti, tuttavia, hanno portato a due previsioni nettamente in contrasto tra di loro, nel 2007.

Numero di giorni senza macchie solari

Da una parte c'è la previsione di un picco intenso alla fine del 2011, dall'altra la previsione di un picco moderato intorno alla metà del 2012. Tutte e due le previsioni sono state diramate, a testimonianza del fatto che sappiamo ben poco dei meccanismi solari, dei cicli e delle loro cause. Del resto lo studio scientifico del Sole è iniziato soltanto con l'era spaziale e prima di allora, soltanto cinquant'anni fa, la nostra stella era abbastanza trascurata dagli astronomi.
Le linee rosse del grafico posto di fianco rappresentano le due distinte previsioni dei due gruppi di scienziati del NOAA, ed evidenziano proprio gli andamenti delle previsioni. Un picco più alto e ristretto nel 2011 per il primo gruppo, un picco più basso e largo, con punta al 2012, per il secondo gruppo.

Tutti e due i gruppi di scienziati che hanno portato a teorie diverse, tuttavia, hanno qualcosa in comune: hanno già sbagliato. Infatti, si attendevano un minimo nel 2008 ed una risalita immediata, che invece non c'è stata. La prima parte del 2009 è stata anche minore rispetto al 2008. Un minimo "tipico" fa registrare in media un'assenza di macchie di 485 giorni, mentre al 20 maggio il ciclo attuale ha già raggiunto le 626 giornate senza macchie. Il grafico di fianco mostra in rosso, con valori sull'asse delle ordinate di sinistra, il numero di Wolf nei vari anni mentre in blu, con valori a destra, il numero di giorni senza macchie solari.
Ci sono altri fattori che destano motivi di curiosità: l'irradianza del Sole è stata inferiore a quella degli altri minimi, sebbene soltanto delo 0,1%. Il dato è strano perchè si suppone che il Sole non debba indebolirsi o aumentare di luminosità in questo modo. Anche il campo magnetico solare è andato diminuendo nel corso degli ultimi tre minimi, da quello del 1985-86 a quello del 1996-97 con un calo del 20% a quello del 1996-97 con un calo aggiuntivo del 45%.
Anche il vento solare ha un comportamento anomalo: la sua velocità è scesa del 3% in venti anni mentre la temperatura è scesa del 13%, con una densità diminuita del 20%. L'eliosfera si sta quindi rimpicciolendo, visto che il vento solare esercita meno pressione sul mezzo interstellare. Un maggior numero di raggi cosmici sta quindi entrando nel Sistema Solare.

Ad oggi c'è comunque fiducia nella riattivazione solare, sebbene con poche macchie. Molti studiosi sembrano aver rivelato internamente al Sole la presenza di flussi simili a quelli che hanno sempre scatenato l'attività solare.
Una stima ad oggi delle previsioni effettuate nel 2007 vede prevalere la seconda teoria, ma non nei tempi indicati all'epoca. Il minimo stimato a metà 2008 si è avuto a dicembre 2008, e così anche il massimo - che sarà comunque di modesta entità - sarà spostato nel tempo di circa nove mesi, fino a maggio 2013.
Mesi fa la NASA aveva parlato di probabili problemi nelle comunicazioni satellitari dovute a forti emissioni da parte del Sole nel 2012, cosa che dai soliti ciarlatani era stata fatta risalire alla fine del mondo "prevista" per lo stesso anno. Ad oggi tutto sembra aver scongiurato anche questa difficoltà nei mezzi di comunicazione, però - anche se questo ciclo avrà finalmente il suo avvio - ci si chiede cosa accadrà con il venticinquesimo ciclo solare.
A quel punto, sono già in molti ad aspettarsi un minimo simile a quello di Maunder. Il calo di temperatura magari sarà tale da compensare i disastri umani che hanno portato al surriscaldamento globale, ma fino a che non capiremo meglio come funziona il nostro Sole, le previsioni saranno sempre, più o meno, drasticamente sbagliate.

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