CONOSCENZA BASE DEL SOLE 9c) ROTAZIONE E ATTIVITÀ: IL CICLO SOLARE.

L´attivitá nel Sole, le macchie, pori, facule, eruzioni ecc. si trovano intimamente legate con l´esistenza di regioni dove il campo magnetico é molto intenso. Questo campo ha origine sotto l´atmosfera, nell´interno di questa immensa massa di gas che gira atoorno a sé stassa creando elettroni e protoni i quali, animati dal movimento, danno origine ad una corrente elettrica che a sua volta induce un campo magnetico. Il Sole si comporta come se fosse una gigantesca dinamo.

La dinamo solare. Partendo da un campo poloidale limitato alle regioni polari (a), i segmenti di linea del campo situati all´equatore sono piú velocemente trascinati rispetto agli altri, risultando in un allungamento equatoriale e nell´apparizione di un campo toroidale (b). Si originano cosí campi molto concentrati, intensi e di aspetto opposto da un emisfero all´altro (c).

La rotazione del Sole, essendo differenziale (la regione equatoriale ruota piú velocemnete delle altre regioni) trasforma un campo magnetico poloidale (che va da un polo all´altro) poco intenso, ad un campo toroidale (parallelo all´equatore) molto intenso: la rapida rotazione all´equatore si mistura alle linee di forza formando linee magnetiche di elevata intensitá del campo. È in questo campo magnetico che si trova l´origine, per esempio, delle macchie, nella misura in cui inibisce la convenzione o l´apparizione di zone piú fredde nella superficie solare.

La rotazione differenziale e l´apparizione delle macchie solari. La rapida rotazione all´equatore miscela le linee di forza formando linee magnetiche di elevata intensitá di campo. Questo campo magnetico é all´origine delle macchie solari.

La dinamo solare sperimenta cambiamenti di regime periodici che si traducono in una variazione quasi regolare del numero delle macchie solari. Questa permuta tra minimi e massimi dell´attivitá caratterizza il CICLO SOLARE, che corrisponde ad un periodo di circa 11 anni (il periodo varia tra i 9 e i 12 anni e mezzo). La localizzazione dove le macchie sorgono nel disco solare varia anche con la fase in cui si trova il ciclo, apparendo a latitudini piú alte (piú vicine ai poli) all´inzio del ciclo, in quanto vicino alla fine la quasi totalitá delle macchie sorge vicino all´equatore.

Mínimo e mássimo della attivitá. Le figure mostrano l´aspetto del Sole tra le fasi di attivitá massima e di attivitá minima. Fonte: National Solar Observatory)

Il momento quando un grande numero di macchie si formano é detto MASSIMO SOLARE. L´intensiá nel massimo di ogni ciclo varia anche da ciclo a ciclo, esistendo epoche in cui l´attivitá é molto superiore, in contrasto con altre in cui quasi praticamente non si registrano fenomeni di attivitá nel Sole. Un esempio é il minimo di MAUNDER (periodo compreso tra il 1650 e il 1700) che corrisponde ad una fase in cui il Sole quasi non ebbe macchie durante vari cicli di attivitá, coincidendo con un abbassamento della temperatura media registrata in Europa nella stessa epoca.

Variazione della latitudine delle macchie solari e relazione con la fase del ciclo solare.

Le macchie appaiono normalmente associate in gruppi essendo legate tra loro dal campo magnetico. In ogni ciclo di 11 anni tutti i gruppi di macchie presentano un orientamento similare (per ogni emisfero) avendo sempre la macchia di ogni emisfero la stessa polaritá. Nella fase seguente, quando inizia il nuovo ciclo l´organizzazione delle polaritá é invertita. In questo modo torneremo alla stessa configurazione alla fine di 2 cicli consecutivi. Il ciclo completo quindi sará di circa 22 anni. Riassumendo, anche il numero di macchie varia con un periodo di circa 11 anni, la polaritá delle macchie si inverte alla fine di ognuno di questi periodi, per cui di fatto il ciclo magnetico completo dura 22 anni.

Il numero di macchie solari varia al lungo del tempo, oscillando tra un periodo di quasi assenza di macchie (minimo solare) ad un periodo con un elevato numero di macchie (massimo solare).

Il ciclo solare ha un effetto diretto su quello che succede nella superficie del Sole e colpisce tutto il sistema solare attaverso le differenti manifestazioni dell´attivitá che possono succedere dovuto alle macchie o fenomeni associati, come flares, prominenze e buchi coronali. In una fase piú attiva del ciclo solare il campo magnetico presenta piú e maggiori zone chiuse di campo, il che porta all´apparizione nella corona di piú regioni attive con temperature e densitá maggiori. Questo tipo di regioni é particolarmente visibile nelle immagini del Sole ai raggi X, perché le zone che emettono in questa lunghezza d´onda corrispondono precisamente a quelle dove si registra la maggiore temperatura. Queste zone sono il risultato diretto della struttura chiusa del campo magnetico associato all´attivitá nella superficie del Sole. È per questo motivo che l´aspetto della corona, vista durante una eclisse totale di Sole, é abbastanza differente, dipendendo dal momento in cui si osserva: la struttura presentata é molto distinta nel caso in cui il Sole sia in massimo o in un minimo del suo ciclo di attivitá. La struttura della corona diventa abbastanza piú ricca in altezza quando il Sole é piú attivo, essendo possibile identificare le zone del campo magnetico associate all´attivitá nella superficie, in quanto che nel minimo di attivitá l´aspetto é molto piú uniforme, corrispondendo ad una struttura piú semplice del campo magnetico.

Il Mínimo di Maunder. La figura mostra la variazione del número di macchie solari con il tempo. Tra circa il 1650 e 1700 praticamente non si registrarono presenze di macchie, difinendosi questo periodo come il Mínimo di Maunder. (Fonte: Harcourt,inc.)
Diagramma a farfalla. Il diagramma mostra la média diária dell´area della macchia per rotazione solare per ogni latitudine. Rivela anche la variazione del campo magnetico del Sole con il tempo e la reversione del campo con il periodo di 11 anni.

Gli effetti del ciclo solare possono anche essere sentiti sulla Terra e nel resto del Sistema Solare. Un esempio é il fatto che dei cambiamenti nella attivitá del Sole possono essere accompagnati da alterazioni nel vento solare, da cui la configurazione del campo elettromagnetico che circonda la Terra che puó esporre questa piú o meno all´effetto dei raggi cosmici. Quando questo succede, la produzione di carbonio -14 é alterata. Questo effetto puó essere misurato essendo possibile stabilre una correlazione tra questo isotopo e il ciclo solare.

Attivitá solare e alterazioni nella istruttura della corona. Le alterazioni nella intensitá e distribuzione del campo magnetico lungo il ciclo solare, evidenziata dal numero e distribuzione delle macchie, prominenze e filamenti, anche si riflettono nella struttura della corona.(Fonte: Yohkoh/NOAA/HAO)

Altro esempio sono le aurore boreali la cui intensitá e frequenza é superiore nelle epoche di maggiore attivitá solare.

Variazione nella concentrazione di C-14 presente negli alberi. La tendenza decrescente nella variazione di C-14 dopo la rivoluzione industriale si deve principalmente alla sua liberazione nei combustibili fossili come diossido di carbonio. Intanto anche altre variazioni qui visibili, riflettono alterazioni nel flusso di raggi cosmici.c
Macchie solari e aurore catalogate tra il 1868-1962

Anche la temperatura nella Terra puó subire cambiamenti come é giá successo nel periodo giá menzionato del Minimo di Maunder in cui avvenne una piccola era di ghiaccio che portó tutta l´Europa ad avere temperature inferiori al normale durante alcune decadi.

Temperature relative registrate dal 1000 al 2000

SAND-RIO

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23 pensieri su “CONOSCENZA BASE DEL SOLE 9c) ROTAZIONE E ATTIVITÀ: IL CICLO SOLARE.

  1. luca :

    sta arrivando roba seria nell’emisfero sud, e’ appena apparsa sul bordo sx e’ enorme…una vera bestia…

    Come riportai un pò di giorni fà….
    dopo il film “The batterfly effect” adesso abbiamo una nuova proiezione…
    “The Venus-earth-jupiter effect” !!
    Vediamo se questo tira tira potra dar quella spinta in + per far si che le macchie possan (perlomeno) generare flare di categoria “M”….

    Luca vuoi vedere delle bestie in azione….

    Per la rubrica “la storia siamo noi “……Settembre 2001

      (Quote)  (Reply)

  2. Michele :….

    Michele, ho tradotto il pezzo, ma mi sembra un po complesso. Se mi dai un indirizzo, o meglio me lo fai mandare tramite Simon (meglio non pubblicare indirizzi di posta in chiaro qui, visibili a tutti), ti giro il documento tradotto.

      (Quote)  (Reply)

  3. FabioDue :

    Michele :….

    Michele, ho tradotto il pezzo, ma mi sembra un po complesso. Se mi dai un indirizzo, o meglio me lo fai mandare tramite Simon (meglio non pubblicare indirizzi di posta in chiaro qui, visibili a tutti), ti giro il documento tradotto.

    Fabio ho trovato l’indirizzo della tua posta !
    Ti mando una mail così vedi il mio indirizzo !
    Passami la traduzione a quelle brevi descrizioni….che poi ci penso io a renderlo digeribile !
    Lo preparo io con delle piccole “aggiuntine” che ho trovato in quà e in là….
    😎

      (Quote)  (Reply)

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