CONOSCENZA BASE DEL SOLE 4b) STRUTTURA INTERNA: LA PRODUZIONE DI ENERGIA.

Il Sole ha prodotto continuamente una enorma quantitá di energia negli ultimi 4,5 miliardi di anni. Per descrivere la struttura interna è necessario incontrare un metodo per ottenere energia capace di alimentare il Sole per un periodo di tempo tanto lungo, emettendo approssimativamente l´energia per ogni secondo (Luminositá =L) che emette oggi: L= 3,86 x 10 (33) erg s (-1)
Di tutta questa energia, quella che arriva sulla Terra per secondo corrisponde a:

dove RT é il raggio della Terra e “a” la distanza Terra-Sole.

Conoscendo il tempo di vita del Sole (per evidenze geologiche) e l´efficenza dei differenti processi di ottenimento di energia a partire dalla massa di materia disponibile,

dove “c” corrisponde alla velocitá della luce nel vuoto.

Si arriva alla conclusione che l´opzione piú evidente sará quella della fusione nucleare, che consiste nell´unione di nuclei di elementi leggeri che si fondono in nuclei piú pesanti. La massa di questo nucleo finale sará inferiore alla somma delle masse dei nuclei fusi, essendo che l´eccedente è convertita in una quantitá di energia data da:

Nelle reazioni di fusione, affinché due nuclei si avvicinino serve prima di tutto che vincano la forza elettrica di repulsione, poiché entrambi hanno carica elettrica positiva. Ció é conseguito se questi possiedono una elevata energia cinetica, cioé il gas dovrá trovarsi a temperature molto elevate affnché questi nuclei interagiscano: avvicinandosi il sufficiente, la forza nucleare diventa sufficientemente importante, compensando parzialmente l´effetto repulsivo della forza elettromagnetica, inducendo cosí i nucleoni (protoni+elettroni) di entrambi i nuclei a riunirsi in un solo nucleo.

Produzione di energia nel centro del Sole. Nel centro del Sole, la pressione e la temperatura arrivano a valori che permettono la fusione di idrogeno in elio, producendo l´energia che irradia.
Liberazione di energia. L´energia generata nel centro del Sole é liberata nella sua superficie e ricevuta dalla Terra.
Schema semplificato della fusione di Idrogeno in Elio.
Fusione di Idrogeno in Elio. Schema semplificato della fusione di quattro nuclei di idrogeno (1 núcleo di H = 1 protone) convertendosi in Elio
Ciclo pp. Questo schema rappresenta in sequenza le tappe del processo di fusione dei nuclei di idrogeno (protoni) con produzione di elio, fotoni (energia) e neutrini. A questa catena di reazioni si dá il nome di ciclo pp.

Dato che, nella stella, il nucleo é l´unico posto dove la temperatura e la densitá hanno valori che permettono che le reazioni di fusione possano avvenire, è effettivamente lí che si produce tutta questa energia. D´altra parte, data la difficoltá di avvicinare due nuclei per la loro carica elettrica e che quanto meno protoni hanno questi nuclei piú facile diventa fonderli, la piú probabile e efficiente reazione di fusione che avrá luogo nel Sole é la fusione di atomi di idrogeno. Visto che , in termini di massa, l´idrogeno rappresenta circa il 75% della stella, questo processo di produzione di energia “alimenterá” il Sole per un periodo superiore a quello che giá ha vissuto. I prodotti risultanti dal congiunto delle reazioni di fusione che avvengono nel nucleo del Sole, sono, oltre all´elio, fotoni (energia) e neutrini (particelle neutre sprovviste di massa). Per i neutrini, con una sezione efficace molto bassa, é facile attraversare l´interno del Sole. Di questa forma, i neutrini prodotti nel nucleo sono immediatamente persi dalla stella, poiché non interagiscono con il gas. Intanto questo non succede con i fotoni, dato che il gas é opaco alla radiazione, essendo “estremamnete difficile” a questi spostarsi per arrivare alla superficie. Per questo motivo, il gas all´interagire con i fotoni “riceve” l´energia prodotta riscaldandosi, il che gli permette di mantenere il cosí detto equilibrio idrostatico, perché questa pressione di radiazione contraria la contrazione gravitazionale, rimanendo in questo stato fino a che ha energia disponibile per mantenere il gradiente di pressione necessario.
Le stelle che, come il Sole, si trovano in questo stato di evoluzione si dice che sono nella fase della Sequenza principale. La difficoltá dei fotoni nello spostarsi determina la struttura, cioé il comportamento della temperatura, pressione e densitá, nell´interno del Sole.

L´energia che é liberata nell´interno del Sole é nella proporzione del 98% importata dai fotoni gamma e il resto dai neutrini. La radiazione visibile del Sole, che ci arriva dalla fotosfera, é costituita da fotoni che sono emessi sotto forma di radiazione gamma nel centro della stella, impiegano vari milioni di anni per arrivare alla superficie, perdendo a poco a poco la sua energia in ogni diffusione. In contropartita, i neutrini attraversano il Sole senza difficoltá, in appena due secondi.

SAND-RIO

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38 pensieri su “CONOSCENZA BASE DEL SOLE 4b) STRUTTURA INTERNA: LA PRODUZIONE DI ENERGIA.

  1. bora71 :

    apuano70 :

    ice2020 :nn aggiornano i satelliti…ieri alla fine anche il noaa conta 4 regioni…va beh, sorvoliamo….dopo il 64 di ieri catania spara un 58 oggi…siamo nelle mani del sidc, ma credo sarà solo una speranza vana…intanto, molti screditori del blog stanno tirando fuori la testa, nn solo qui su nia, incolpandoci che dopo il 4 luglio il sole è ripartito invece di essere definitivamente andato in letargo…come se fosse colpa nostra!tra l’altro quella del 4 luglio era solo un ipotesi, e cmq abbiamo sempre detto che nn bisogna pensare al sole come una lampadina on-off!Certa gente che critica, anzi polemizza solo per il gusto di farlo, io nn riesco proprio a capirla!sarà che l’invidia nn appartene al mio dna…nn so cos’altro dirvi…Simon

    Sarà anche ripartito ma secondo me a 20 mesi dal minimo vedere il flux che fatica a stare sopra gli 80 quando dovrebbe essere stabilmente sopra i 100, per non parlare dei conteggi del SN “ingrassati” a dovere e che non rendono al rapporto col Flux, è un indizio importante riguardo al fatto che l’allineamento planetario sta dando i suoi effetti.L’avevo già anticipato in un precedente commento: gli effetti dell’allineamento non sono strettamente riconoscibili in quelli visti il 4 Luglio o giorni a questo prossimi ma in tutto il periodo di uscita dal minimo vissuto fino ad ora dal nostro astro e sicuramente anche nei prossimi mesi ci sarà una tangibile influenza sull’attività solare.In definitiva, se non siamo ancora prossimi al massimo, l’attività solare tenderà a crescere ma non con i canoni ed i risultati che ci si dovrebbe aspettare da un ciclo “normale” (termine questo molto relativo per chi come noi ha una esistenza effimera se confrontata con i tempi del Sole!); se invece poniamo l’ipotesi che il massimo sia già stato superato…. lascio a voi la libertà di interpretare la mia indicazione!Bruno

    tempo al tempo amico..il massimo e’ previsto nel 2013..hai voglia…

    Previsioni???
    Ti rinfresco la memoria!!!

    http://daltonsminima.wordpress.com/2008/10/06/imbarazzantissimi-ritrattamenti-della-nasa/

    e sono solo una parte…. certo che bisogna davvero essere elastici per fare questo tipo di previsioni: siamo passati da un presunto ciclo 24 dall’intensità record con max nel 2010 ad uno simil-Dalton nel 2013… e chissà quanto ancora ritoccheranno! O no?

    Sveglia Bora!!!

    Bruno

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  2. apuano70 :

    ice2020 :nn aggiornano i satelliti…ieri alla fine anche il noaa conta 4 regioni…va beh, sorvoliamo….dopo il 64 di ieri catania spara un 58 oggi…siamo nelle mani del sidc, ma credo sarà solo una speranza vana…intanto, molti screditori del blog stanno tirando fuori la testa, nn solo qui su nia, incolpandoci che dopo il 4 luglio il sole è ripartito invece di essere definitivamente andato in letargo…come se fosse colpa nostra!tra l’altro quella del 4 luglio era solo un ipotesi, e cmq abbiamo sempre detto che nn bisogna pensare al sole come una lampadina on-off!Certa gente che critica, anzi polemizza solo per il gusto di farlo, io nn riesco proprio a capirla!sarà che l’invidia nn appartene al mio dna…nn so cos’altro dirvi…Simon

    Sarà anche ripartito ma secondo me a 20 mesi dal minimo vedere il flux che fatica a stare sopra gli 80 quando dovrebbe essere stabilmente sopra i 100, per non parlare dei conteggi del SN “ingrassati” a dovere e che non rendono al rapporto col Flux, è un indizio importante riguardo al fatto che l’allineamento planetario sta dando i suoi effetti.L’avevo già anticipato in un precedente commento: gli effetti dell’allineamento non sono strettamente riconoscibili in quelli visti il 4 Luglio o giorni a questo prossimi ma in tutto il periodo di uscita dal minimo vissuto fino ad ora dal nostro astro e sicuramente anche nei prossimi mesi ci sarà una tangibile influenza sull’attività solare.In definitiva, se non siamo ancora prossimi al massimo, l’attività solare tenderà a crescere ma non con i canoni ed i risultati che ci si dovrebbe aspettare da un ciclo “normale” (termine questo molto relativo per chi come noi ha una esistenza effimera se confrontata con i tempi del Sole!); se invece poniamo l’ipotesi che il massimo sia già stato superato…. lascio a voi la libertà di interpretare la mia indicazione!
    Bruno

    Dovremmo per forza avvicinarci al massimo…previsto nel 2013. Ma previsto da chi?!?! Ma non era stato previsto molto tempo prima e poi posticipato e riposticipato?! …tempo al t e m p o 🙂

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  3. Io sul sole non mi pronuncio anche perchè per me il massimo sarà nel 2015 2016 poi le macchie si formano a latitudini equatoriali ma anche a latitudini molto alte quindi non so poi gli indici sono tutti bassi ma continuano in un sali scendi orientato sempre verso l’alto poi i sunspot gonfiati in maniera esagerata che mi lasciano perplesso e non lo so quest’allineamento non ha scaturito quello che mi aspettavo non so più cosa aspettarmi

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  4. andrew :

    Io sul sole non mi pronuncio anche perchè per me il massimo sarà nel 2015 2016 poi le macchie si formano a latitudini equatoriali ma anche a latitudini molto alte quindi non so poi gli indici sono tutti bassi ma continuano in un sali scendi orientato sempre verso l’alto poi i sunspot gonfiati in maniera esagerata che mi lasciano perplesso e non lo so quest’allineamento non ha scaturito quello che mi aspettavo non so più cosa aspettarmi

    guarda che durante un massimo le macchie compaiono vicino all’equatore ed anche più in alto…

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  5. bora71 :

    piccolo OT visto che qui non se ne parla piu’
    http://www.3bmeteo.com/news-meteo/pack+luglio+polo-+2-+minor+estensione-10410

    Pack Luglio Polo: 2° minor estensione (Artico)
    …. Il dato di luglio conferma l’estrema difficoltà da parte degi ghiacci polari a fronteggiare la fusione estiva. La ‘botta’ del 2007 fu davvero drammatica..

    @Bora71 smettila di punzecchiare ..

    I ghiacci Artici sono messi male é verissimo … ma 40 anni di superattività solare non si recuperano in due stagioni!

    il grafico AMSR-E parla chiaro un pò peggio del 2008 e del 2009
    http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm

    ma per il il norsex le cose cambiamo un pochino meglio del 2008 e 2009
    http://arctic-roos.org/observations/satellite-data/sea-ice/observation_images/ssmi1_ice_area.png

    Nel complesso le cose sono sempre critiche sono ormai dieci anni che l’ artico sta soffrendo, ma solo a settembre potremo capire bene se i gli orsi polari ce la faranno a sopravvivere anche quest’anno o moriranno di fame.

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  6. Si Simon ma se non erro le macchie dovrebbero cominciare a calare dopo un massimo invece qui mi sembra che stiano ancora aumentando poi per la carità io non sono una cima in materia e quindi potrei anche sbagliare ma Ale cosa dice ? e voi cosa ne pensate ????? io rimango dell’idea che questo ciclo 24 sia il più anomalo della storia dei cicli solari

      (Quote)  (Reply)

  7. Per i ghiacci artici invece bisogna vedere i modelli e cercare di ipotizzare come andrà avanti agosto ma rimango dell’idea che basta veramente poco per avere un’estensione decisamente superiore a quella dell’anno scorso

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  8. andrew :

    Si Simon ma se non erro le macchie dovrebbero cominciare a calare dopo un massimo invece qui mi sembra che stiano ancora aumentando poi per la carità io non sono una cima in materia e quindi potrei anche sbagliare ma Ale cosa dice ? e voi cosa ne pensate ????? io rimango dell’idea che questo ciclo 24 sia il più anomalo della storia dei cicli solari

    infatti nn siamo ancora nel massimo…concordo cn te invece sul fatto che questo ciclo 24 è molto anomalo, da 150 anni a questa parte…

      (Quote)  (Reply)

  9. Volevo farvi osservare la comparazione del ciclo 24 con i precedenti tre cicli.
    Come vedete il massimo il ciclo 22 lo ha raggiunto dopo 33 mesi l´inizio;
    il ciclo 21 dopo 43 mesi;
    e il ciclo 23 dopo 47 mesi, ma si puó vedere come sia stato piú lungo degli altri.
    Il ciclo 24 sembra sia iniziato il dicembre 2008.
    Si possono notare anche i due massimi dovuto al fatto che l´emisfero nord é piú avanti del sud di quasi 2 anni.
    http://www.solen.info/solar/cyclcomp1.gif

    Guardate come siamo in ritardo rispetto agli altri cicli!

      (Quote)  (Reply)

  10. sand-rio :
    Volevo farvi osservare la comparazione del ciclo 24 con i precedenti tre cicli.
    Come vedete il massimo il ciclo 22 lo ha raggiunto dopo 33 mesi l´inizio;
    il ciclo 21 dopo 43 mesi;
    e il ciclo 23 dopo 47 mesi, ma si puó vedere come sia stato piú lungo degli altri.
    Il ciclo 24 sembra sia iniziato il dicembre 2008.
    Si possono notare anche i due massimi dovuto al fatto che l´emisfero nord é piú avanti del sud di quasi 2 anni.
    http://www.solen.info/solar/cyclcomp1.gif
    Guardate come siamo in ritardo rispetto agli altri cicli!

    Vedendo questo comparazione mi vengono in mente gli studi di Vukcevic e la sua formula !
    Un vero e prorpio “smorzamento”..sia fisica solare,meccanica,elettronica o altro!
    http://www.vukcevic.talktalk.net/PF.gif
    E ci vuole il suo tempo raga….altro che aborto istantaneo !

      (Quote)  (Reply)

  11. sand-rio :Volevo farvi osservare la comparazione del ciclo 24 con i precedenti tre cicli.Come vedete il massimo il ciclo 22 lo ha raggiunto dopo 33 mesi l´inizio;il ciclo 21 dopo 43 mesi;e il ciclo 23 dopo 47 mesi, ma si puó vedere come sia stato piú lungo degli altri.Il ciclo 24 sembra sia iniziato il dicembre 2008.Si possono notare anche i due massimi dovuto al fatto che l´emisfero nord é piú avanti del sud di quasi 2 anni.http://www.solen.info/solar/cyclcomp1.gif
    Guardate come siamo in ritardo rispetto agli altri cicli!

    ice2020 :

    andrew :
    Si Simon ma se non erro le macchie dovrebbero cominciare a calare dopo un massimo invece qui mi sembra che stiano ancora aumentando poi per la carità io non sono una cima in materia e quindi potrei anche sbagliare ma Ale cosa dice ? e voi cosa ne pensate ????? io rimango dell’idea che questo ciclo 24 sia il più anomalo della storia dei cicli solari

    infatti nn siamo ancora nel massimo…concordo cn te invece sul fatto che questo ciclo 24 è molto anomalo, da 150 anni a questa parte…

    Ma quindi Sand e Simon se prendiamo quel grafico e lo compariamo al nostro ciclo 24 facendo due calcoli la mia ipotesi picco massimo nel 2015-16 potrebbe essere corretta perchè se facciamo 2010 più 60 mesi sono 5 anni quindi picco per quegli anni con un numero di sunspot tra i 60 e gli 80 sbaglio ??

      (Quote)  (Reply)

  12. andrew :

    sand-rio :Volevo farvi osservare la comparazione del ciclo 24 con i precedenti tre cicli.Come vedete il massimo il ciclo 22 lo ha raggiunto dopo 33 mesi l´inizio;il ciclo 21 dopo 43 mesi;e il ciclo 23 dopo 47 mesi, ma si puó vedere come sia stato piú lungo degli altri.Il ciclo 24 sembra sia iniziato il dicembre 2008.Si possono notare anche i due massimi dovuto al fatto che l´emisfero nord é piú avanti del sud di quasi 2 anni.http://www.solen.info/solar/cyclcomp1.gif
    Guardate come siamo in ritardo rispetto agli altri cicli!

    ice2020 :

    andrew :
    Si Simon ma se non erro le macchie dovrebbero cominciare a calare dopo un massimo invece qui mi sembra che stiano ancora aumentando poi per la carità io non sono una cima in materia e quindi potrei anche sbagliare ma Ale cosa dice ? e voi cosa ne pensate ????? io rimango dell’idea che questo ciclo 24 sia il più anomalo della storia dei cicli solari

    infatti nn siamo ancora nel massimo…concordo cn te invece sul fatto che questo ciclo 24 è molto anomalo, da 150 anni a questa parte…

    Ma quindi Sand e Simon se prendiamo quel grafico e lo compariamo al nostro ciclo 24 facendo due calcoli la mia ipotesi picco massimo nel 2015-16 potrebbe essere corretta perchè se facciamo 2010 più 60 mesi sono 5 anni quindi picco per quegli anni con un numero di sunspot tra i 60 e gli 80 sbaglio ??

    no, perchè il ciclo è andato avanti nel frattempo, anche se nn produceva macchie!

    ci sn regioni con latitudine a 10° nord, la legge di Hale parla chiaro!

    Solo quando si è nel massimo o molto molto vicini ad esso compaiono AR a quella latitudine!

    Il max molto più vicino di quanto dicano le previsoni nasa e noaa almeno per l’emisfero nord!

    Simon

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  13. Grazie ragazzi ho capito però qualcosa non mi torna e vi chiedo ancora una cosa non potrebbe essere che questo nuovo ciclo possa somigliare e seguire un’andamento simile al ciclo numero 4 che durò 13 anni e mezzo e poi ora non lo trovo mi più ma in un’articolo tempo fa avevo letto di un ciclo durato 16-17 anni

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  14. una considerazione: il 4 luglio c’é stato l’allineamento che ha influito per un anno e oltre e farà lo stesso in avanti,il sc24 comunque va avanti, col freno a mano tirato ma avanza, bora e gli altri criticoni, é normale avere macchie, se acceleri un’auto col freno a mano, questa cammina comunque, più lentamente ma cammina, i giri del motore però aumentano lo stesso e forse quando l’allineamento non influirà più ormai il motore sarà andato e addio ciclo 24, il massimo sarà già passato e avremo un minimo piu profondo di questo ciclo…

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  15. Per come la vedo io, facendo un confronto con i cicli precedenti, quasi sicuramente si sta andando incontro ad una Nuova Piccola Era Glaciale.
    Pero’… e c’e’ un pero’…. sappiamo che sia i cicli solari che le ere glaciali e quindi l’andamento climatico del nostro pianeta, seguono dei “cicli” ben precisi…. dettati dall’attivita’ solare e alterati, anche se in minima parte, dai vari feedback.
    Che significa?
    Principalmente che non possiamo affermare con sicurezza che sara’ una Nuova Piccola Era Glaciale come la precedente… perche’ non abbiamo testimonianze dirette di altre PEG prima di quella del 1350-1850. Ma possiamo ipotizzare che ad intervalli regolari l’attivita’ solare volga al minimo per, magari, riprendere dopo un certo numero di anni.
    Sviluppando la teoria di Vukcevic, forse si potrebbe capire qual’e’ questo “intervallo”. E magari scoprire che ogni tot centinaia di migliaia di anni, l’attivita’ solare si azzera completamente e il nostro pianeta entra in glaciazione. Magari proprio a causa dell’evento del 4 Luglio scorso.
    A tal proposito, voglio ricordare che per capire i termini di un problema, bisogna studiarne il contesto. E il contesto in questione prevede anche la posizione esatta del Sistema Solare nella nostra galassia. Posizione che e’ cambiata e che sta, ovviamente, modificando tutto il contesto stesso con feedback a noi ancora sconosciuti.

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