Lo studio del Sole fra passato e futuro

30 giugno 2016
Temi: Tempo

Una palla di gas, le sue macchie, un astronomo svizzero e un farmacista tedesco. Articolo di Marco Cagnotti, direttore della Specola Solare Ticinese di Locarno-Monti.

Abbiamo visto perché vale la pena studiare il Sole. Ora scopriamo una sua caratteristica: le macchie scure sulla superficie visibile. Scoperte all’inizio del Seicento e studiate con rigore scientifico dall’astronomo svizzero Rudolf Wolf, di cui fra pochi giorni ricorrono i 150 anni dalla nascita.

Descrivere la nostra stella in poche parole è semplice: il Sole è soltanto, né più né meno, una palla di gas. Ma un gas in condizioni tali da scatenare fenomeni fisici straordinari.

Anzitutto il Sole produce una quantità enorme di energia nel proprio nucleo attraverso la fusione nucleare: nuclei atomici di idrogeno si fondono e formano, attraverso fasi successive, nuclei di elio. Nel processo un po’ di materia scompare e si trasforma in energia, poi trasportata verso l’esterno della superficie solare. Da lì, come luce visibile e altre frequenze invisibili della radiazione elettromagnetica, si propaga nello spazio. Una piccola parte raggiunge la Terra, dove noi la raccogliamo e la studiamo per capire come funziona il Sole al suo interno. Non possiamo davvero “vedere” il nucleo e neppure inviare delle sonde per studiarlo: la temperatura di milioni di gradi rende proibitive le condizioni ambientali. Tuttavia possiamo costruire i nostri modelli grazie a quanto si osserva da fuori.

 

Ebbene, da fuori per prime colpiscono la nostra attenzione le macchie: regioni più scure e più fredde della fotosfera, ossia la regione visibile del Sole. Furono scoperte all’inizio da Galileo Galilei con il suo cannocchiale e per due secoli e mezzo gli astronomi le osservarono in modo occasionale, come un fenomeno bizzarro e incomprensibile. Bisogna arrivare alla metà dell’Ottocento per trovare un metodo per misurarle, descriverle, registrarle con rigore scientifico. Il metodo inventato da Rudolf Wolf, appunto.

 

Oggi conosciamo l’origine delle macchie: il campo magnetico. A differenza di quello terrestre, molto stabile nel tempo, il campo magnetico solare cambia, si deforma, esce e rientra nella superficie della stella in molti punti. Lì dove la attraversa, la risalita del materiale caldissimo dalle profondità viene inibita e compaiono le macchie. Più fredde: mentre la superficie circostante si trova a circa 6'000 gradi, la temperatura delle regioni più scure è intorno a 4'500. Le macchie nascono come minuscoli punti e spesso si sviluppano in gruppi molto estesi: fino a molte decine di migliaia di chilometri. La nostra Terra si perderebbe, se la sovrapponessimo a un gruppo di medie dimensioni. Poiché il Sole impiega circa un mese per ruotare su sé stesso, le macchie si spostano sulla superficie visibile. Con opportuni strumenti di proiezione (e mai con la visione diretta: pericolosissima!) l’immagine solare può essere studiata, fotografata, misurata. Disegnata, anche: proprio come facevano gli astronomi del passato e come iniziò a fare Rudolf Wolf verso la metà del XIX secolo, quando, giovane astronomo a Berna, rivolse la propria attenzione verso il Sole. E, per cominciare, prese contatto con un farmacista tedesco.

Che c’entra un farmacista tedesco con un astronomo svizzero e con il Sole e le sue macchie? La spiegazione nella prossima puntata.

(Articolo successivo: 05.07.2016)

 

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