Cosa c’è di sbagliato nel Sole? (1ª Parte)

Immagine del Sole ottenuta col SDO

Le macchie solari vanno e vengono, ma recentemente per lo più se ne sono andate. Per secoli, gli astronomi hanno registrato l´emergere di queste macchie scure sulla superficie solare, solo per vederle scomparire nuovamente dopo pochi giorni, settimane o mesi.
Ma negli ultimi due anni, le macchie solari sono state in parte mancanti. La loro assenza, la più prolungata da quasi cento anni, ha preso gli osservatori del Sole di sorpresa. “Questo è un comportamento solare che non abbiamo visto a memoria d’uomo”, dice David Hathaway, fisico della NASA.
Il sole è sotto controllo come mai prima grazie a una flotta di telescopi spaziali. I risultati ci hanno fatto vedere un Sole piú da vicino sotto una nuova “luce” cosí come la sua influenza sulla Terra. Le macchie solari e altri indizi indicano che l’attività magnetica del sole è in diminuzione e che il sole può anche essere in una fase di profondo declino. Insieme ai risultati, questi indizi ci dicono che qualcosa di profondo sta accadendo all’interno del sole. La grande domanda è cosa?

La posta in gioco non è mai stata così alta. I gruppi di macchie solari preavvisano le gigantesche tempeste solari che possono scatenare un miliardo di volte più energia di una bomba atomica. I timori sono che queste eruzioni solari giganti potrebbero creare il caos sulla Terra, e anche le controversie sul ruolo del sole nel cambiamento climatico, ci indicano l´urgenza di nuovi studi. Quando la NASA e l’Agenzia spaziale europea hanno lanciato il SOHO quasi 15 anni fa, ” la comprensione del ciclo solare non era uno dei suoi obiettivi scientifici “, afferma Bernhard Fleck, scienziato della missione. “Ora è una delle questioni chiave”.
Il Sole si ta comportando male.

Le macchie solari sono le finestre dell’anima magnetica del sole. Qualsiasi modifica del numero delle macchie solari riflettono i cambiamenti all’interno del sole. “Durante questa transizione, il sole ci dà un assaggio vero e proprio del suo interno,” dice Hathaway.

Ecco un bel video del Sole:

http://brightcove.newscientist.com/services/player/bcpid1873822884?bctid=90892143001

Quando il numero di macchie solari cade alla fine di ogni ciclo di 11 anni, le tempeste solari si spengono e tutto diventa molto più calmo. Questo “minimo solare” non dura a lungo. Entro sei mesi o un anno al massimo, le macchie e le tempeste iniziano un crescendo verso il nuovo prossimo massimo solare.

C’è di speciale in questo ultimo cambiamento di ciclo il fatto che il sole sta avendo problemi con l’avvio del ciclo. Il sole ha cominciato a calmarsi a fine 2007, così nessuno si aspettava molte macchie solari nel 2008. Ma i modelli di computer avevano previsto che quando le macchie sarebbero ricomparse lo avrebbero fatto con grande forza. Hathaway pensava che il ciclo solare 24 sarebbe stato “pazzesco”: più macchie solari, piú tempeste solari e più energia nello spazio. Altri avevano predetto che sarebbe stato il ciclo record come attivitá.
Il problema é stato che nessuno ha detto al Sole di queste previsioni secondo cui il ciclo 24 avrebbe dovuto avere un record della sua attivitá.

Il primo segno che la previsione era sbagliata è venuto quando anche il 2008 si è rivelato più tranquillo del previsto. Quell’anno, il sole é stato senza macchie per 73% del tempo, un calo estremo anche per un minimo solare. Solo il minimo del 1913 è stata più pronunciato, con l’85% senza macchie. Ma a differenza del 1914 quando é ricominciata la normale attivitá, il 2009 é arrivato e i fisici si aspettavano la ripresa del Sole. E invece l´attivitá ha continuato a languire fino a metà dicembre 2009, quando un grande gruppo di macchie solari é finalmente emerso. Finalmente si sono detti in molti é ripartito. Un ritorno alla normalità? Non proprio.

Anche con il ciclo solare “ripartito” il numero di macchie solari è stato finora ben al di sotto delle aspettative. Qualcosa sembra essere cambiato all’interno del sole, qualcosa che i modelli non hanno anticipato. Ma che cosa?

L’alluvione di osservazioni dallo spazio e i telescopi terrestri suggeriscono che la risposta sta nel comportamento dei due nastri trasportatori all´interno del Sole che permettono al magnetismo di “uscire” verso la superficie. In media ci vogliono 40 anni per i nastri trasportatori per completare un circuito.

Quando il team di Hathaway guardò le osservazioni per scoprire dove i loro modelli erano sbagliati, hanno notato che i flussi di gas verso la superficie del Sole sono stati accelerati dal 2004.

La circolazione in profondità del sole racconta una storia diversa. Rachel Howe e Frank Hill National Solar Observatory di Tucson, in Arizona, hanno utilizzato le osservazioni dei disturbi di superficie, causati dall´equivalente delle onde sismiche nel Sole, e hanno dedotto le condizioni interne del Sole. Analizzando i dati a partire dal 2009, hanno trovato che mentre i flussi di superficie avevano accelerato, quelli interni avevano rallentato andando a “passo d’uomo”.

Questi risultati hanno gettato i modelli computerizzati dell´andamento del sole nel caos. “E ‘certamente impegnativo per le nostre teorie”, spiega Hathaway, “ma la cosa si faceva bella e interessante.”

Non è solo la nostra comprensione del sole che si trova a beneficiare di questo lavoro. Anche la misura in cui l’evoluzione dell´attività del sole può influenzare il nostro clima è estremamente preoccupante e molto controversa. Ci sono coloro che cercano di dimostrare che la variabilità solare è la causa principale dei cambiamenti climatici, un’idea che avrebbe lasciato gli esseri umani e il loro gas ad effetto serra fuori dai guai. Altri sono ugualmente evangelici nella loro affermazioni che il sole ha solo un minuscolo ruolo nel cambiamento climatico.

Se questa controversia potrebbe essere risolta da un esperimento, la strategia ovvia sarebbe quella di vedere che cosa succede quando si spegne una delle cause potenziali dei cambiamenti climatici e lasciare l’altro da solo. Il crollo esteso dell´attività solare di questi ultimi due anni potrebbe essere proprio il giusto tipo di prova, nel senso che ha modificato notevolmente la quantità di radiazione solare che bombarda il nostro pianeta. “Come esperimento naturale, questa è la migliore cosa che poteva accadere”, dice Joanna Haigh, un climatologo presso l’Imperial College di Londra. “Ora dobbiamo vedere come reagisce la Terra.”
E questo lo vedremo in un prossimo articolo.

SAND-RIO

46 pensieri su “Cosa c’è di sbagliato nel Sole? (1ª Parte)

  1. Ho il sospetto che Nia stia diventando ben più che amatoriale vedendo ogni giorno quanti “personaggi” continuano ad arrivare.
    E’ veramente un piacere leggere così tanta roba che fino ad oggi ignoravo (gran parte non ho strumenti per capirla e continuerò ad ignorarla ma fa lo stesso 😀 )

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  2. giaguaro :Ho il sospetto che Nia stia diventando ben più che amatoriale vedendo ogni giorno quanti “personaggi” continuano ad arrivare.E’ veramente un piacere leggere così tanta roba che fino ad oggi ignoravo (gran parte non ho strumenti per capirla e continuerò ad ignorarla ma fa lo stesso )

    A quanto mi risulta, nelle intenzioni del fondatore e dei gestori NIA era e rimane un sito amatoriale.
    Naturalmente gli appassionati di astronomia e climatologia possono essere eminenti professionisti in altri settori, in qualche caso possono esserlo anche nelle due materie succitate.

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  3. Sisi fabio chiaramente hai colto cosa intendevo eheh.
    Fa piacere quando un sito fatto per sole intenzioni divulgative raggiunge un così alto livello 🙂

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  4. bisogna distinguere chi fa bene una cosa e chi la fa in grande.
    noi puntiamo a fare piccole cose, ma fatte bene, la qualità alla fine fa sempre la differenza.
    lasciamo fare i professori ai professori, anche se poi alla fine sbagliano anche loro.

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  5. ragazzi OT.
    è uscito il nuovo bollettino ENSO del NOAA; in quest’ultima settimana le anomalie negative sono aumentate leggermente:
    7-14 giu 14-21 giu
    nino 4 0.1° 0.0°
    nino 3.4 -0.5° -0.5°
    nino 3 -0.6° -0.6°
    nino 1+2 -0.2° -0.7°

    scende leggermente l’anomalia nella zona nino4, rimane identica nella zona nino3.3 e nino3, più marcato il raffredamento della zona nino1+2..

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  6. scusate manon so perchè non ha mantenuto l’allineamento del testo, i valori sono riferiti alla settimana 7-14 giugno e a fianco quelli dell’ultima settimana..

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  7. @elmar

    Non sono un astrofisico, ma da quanto so le stelle nella sequenza principale bruciano idrogeno, quelle fuori atomi più pesanti (da elio in su)

    Questo potrebbe interferire sulla stabilità, certo la situazione è poco chiara (e ti voglio vedere, è una stella, non un automobilina!) ma alcune cose ipotizzate a me sembrano comunque plausibili.

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  8. Bel lavoro Sand!!!!
    MI sa che chi si sta comportando male non è il Sole ma chi cerca di fare di tutto per fare credere che tutto è normale!!!!!
    Le manifestazioni ad alta energia come il Flare solari, le CME e le SunSpot sono tipiche delle stelle meno stabili, note come “Stelle Flare” o di classe UV-Ceti
    http://it.wikipedia.org/wiki/Stella_a_brillamento
    Stelle come il nostro amato Sole sono caratterizzate da cicli più o meno lunghi di variabilità, ricordiamo che i cicli solari non sono solo Schwabe ma anche cicli più lunghi con i quali volenti o nolenti dobbiamo fare i conti!!!!!
    Lasciando stare i conteggi vergognosamente falsati resta comunque notevole il dato di Flux medio che si attesta ad oggi sul valore di 71.9 medio, in pratica più basso di quello di Ottobre 2009!!!! Grande dato, grande tendeza!!!! Resta il fatto che da febbraio l’attività legata ai campi magnetici delle AR si sta affivolendo, pochissimi flare e poco intensi, seppure di classe M tendono a durare davvero poco (E MENO MALE AGIUNGO IO)!!!! Le Spot stanno diminuendo in area e stanno scendendo in latitudine, il SC24 sta procedendo quantomai sottotono e credo che presto avremo delle risposte chiare!!!!
    ALE

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  9. @Artek

    I problemi che pone sulla forte esplosione domografica sono reali, peccato che è irrealistico pensare che possano portare alla totale estinzione, non è mai avvenuto e mai avverrà per il semplice fatto che la natura è in grado di riequilibrarsi!

    Siamo in 100 e c’è cibo solo per 90? Bene, o trovi il modo di sfamare quelli in eccesso, oppure 10 muoiono –> Adesso siamo in 90 con cibo per 90… no problema.

    Pensare che per quei 10 siano destinati alla morte tutti e 100 è irrealistico.

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  10. OT

    Un saluto affettuoso a tutti. Vi scrivo dall’aereoporto di Dubai, sono in transito per le filippine dove nelle prossime settimane mi sposero’. Nonostante la distanza ogni tanto vi pensero’ e vi verro’ a trovare per leggere le novita’. Il 4 luglio si avvicina, speriamo di vederne delle belle dal nostro sole nei prossimi mesi. Godetevi l’estate. Ciao!!!

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  11. Complimenti a Elmar per la trattazione dettagliata…
    Parlando con i Colleghi Fisici si è consueti dire che il Sole sta acceso per effetto tunnel!!!!
    La reazione p + p = D + e+ + ? a 15 milioni di gradi si spiega con questo!!!
    E’ logico che molto ancora c’è da comprendere, pensiamo che nel 1800 si credeva che il Sole e le altre stelle funzionassero grazie al fenomeno noto come meccanismo di Kelvin-Helmholtz:
    http://it.wikipedia.org/wiki/Meccanismo_di_Kelvin-Helmholtz
    Complimenti ancora per la tu preparazione !!1
    ALE

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  12. Davide M. :

    OT

    Un saluto affettuoso a tutti. Vi scrivo dall’aereoporto di Dubai, sono in transito per le filippine dove nelle prossime settimane mi sposero’. Nonostante la distanza ogni tanto vi pensero’ e vi verro’ a trovare per leggere le novita’. Il 4 luglio si avvicina, speriamo di vederne delle belle dal nostro sole nei prossimi mesi. Godetevi l’estate. Ciao!!!

    TANTI AUGURI E FIGLI MASCHI!

    SIMON 😉

      (Quote)  (Reply)

  13. ALE :

    Bel lavoro Sand!!!!
    MI sa che chi si sta comportando male non è il Sole ma chi cerca di fare di tutto per fare credere che tutto è normale!!!!!
    Le manifestazioni ad alta energia come il Flare solari, le CME e le SunSpot sono tipiche delle stelle meno stabili, note come “Stelle Flare” o di classe UV-Ceti
    http://it.wikipedia.org/wiki/Stella_a_brillamento
    Stelle come il nostro amato Sole sono caratterizzate da cicli più o meno lunghi di variabilità, ricordiamo che i cicli solari non sono solo Schwabe ma anche cicli più lunghi con i quali volenti o nolenti dobbiamo fare i conti!!!!!
    Lasciando stare i conteggi vergognosamente falsati resta comunque notevole il dato di Flux medio che si attesta ad oggi sul valore di 71.9 medio, in pratica più basso di quello di Ottobre 2009!!!! Grande dato, grande tendeza!!!! Resta il fatto che da febbraio l’attività legata ai campi magnetici delle AR si sta affivolendo, pochissimi flare e poco intensi, seppure di classe M tendono a durare davvero poco (E MENO MALE AGIUNGO IO)!!!! Le Spot stanno diminuendo in area e stanno scendendo in latitudine, il SC24 sta procedendo quantomai sottotono e credo che presto avremo delle risposte chiare!!!!
    ALE

    si è vero, l’attività solare che si manifesta con le spot (dimensione e non conteggi), solar flux,flare, sta diminuendo ormai da febbraio…bisogna aspettare ancora qualche mese, poi è fatta!

    simon

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  14. @ Ale

    l’effetto tunnel c’entra. Alla temperatura dell’interno del sole la velocità dei nuclei è troppo bassa perchè possano superare la repulsione elettrostatica tra di loro. Quando sono a una certa distanza tra di loro però tramite l’effetto tunnel possono superare questa barriera elettrstatica. A combinare la distribuzione termica delle velocità e quindi la distanza più vicina tra i nuclei raggiungibile con la probabilità dell’effetto tunnel si ottiene un picco, che si chiama “finestra di Gamov”. Calcolare la finestra di Gamov è il prima passo per calcolare le probabilità di fusione tra due nuclei. Questo vale per la fusione tra due protoni nel sole, vale per la fusione di elio, che prima diventa berillio 8 e se entro 10^-17 secondi fa una fusione con un ulteriore nucleo di elio può diventare carbonio 12, vale per la fusione di carbone in magnesio 24. Le leggi sono sempre le stesse. Questo è il motivo perchè non è comprensibile che la fusione dell’idrogeno sia un processo stabile e le altre fusioni siano processi instabili.

    Per nuclei più pesanti non vale la pena calcolare la finestra di Gamov. L’effetto tunnel per i nuclei pesanti è praticamente inesistente. La finestra di Gamov avrebbe valori significativi a distanze sotto la somma dei raggi dei nuclei (c’entra la lunghezza d’onda attribuibile a una particella, più è grande la particella, più è corta la lunghezza d’onda)

    Nel processo di cattura simultanea di un elettrone e un antineutrino da parte di un protone, l’effetto tunnel non c’entra (in questo processo il deuterio nasce successivamente a causa dell’assorbimento del neutrone da parte di un protone). Tempo fa pensavo che questo potrebbe essere l’unico processo nel sole perchè avevo fatto un errore nel calolare la reattività tra due protoni. Pensavo che l’eccesso di energia venisse dissipato con l’emissione di un quanto gamma. L’emissione di un quanto gamma è lenta in termini nucleari (intorno a 10^-14 secondi). Risulta una reattività troppo bassa per un fattore di almeno 100000. Poi ho discusso la questione con un mio ex capo di molto tempo fa (Paul Kienle, fisico impegnato in ricerca nucleare), che mi ha spiegato che non c’è nessuna emissione di raggi gamma, ma che l’eccesso di energia va portato via dal neutrino che nasce nella reazione. Con questo il processo diventa possibile. Ma se fosse l’unico, il sole sarebbe instabile.

    Ho tralasciato il ciclo di Bethe Weitzaecker, pesno che nel sole non c’entri.

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