Una missione spaziale cerca di scoprire perché il plasma attorno al sole è 300 volte più caldo della sua superficie

Scopriamo il Sole

Coroa solar registrada durante eclipse de 2019. — Foto: Arquivo pessoal/Marcelo Domingues

Il sole, la nostra stella privata, contiene molti segreti. Anche a una distanza di “solo” 150 milioni di chilometri, abbiamo ancora molte domande senza risposta. Inutile dire che, essendo la fonte vitale di energia che mantiene il ciclo di vita sulla Terra, questa è una situazione imbarazzante.

Con la crescente dipendenza da tecnologie di rete satellitare come la comunicazione e la geolocalizzazione, o anche dalla vasta rete di distribuzione dell’elettricità, è fondamentale comprendere gli stati d’animo del sole. Ricordiamo che nei momenti in cui l’attività magnetica del sole è intensa, le tempeste solari possono rovinare i satelliti in orbita attorno alla terra o persino le centrali elettriche sulla sua superficie. Per questo motivo, le agenzie spaziali e gli istituti di ricerca mantengono un programma continuo di studi sul Sole. Sia sulla Terra che nello spazio.

Ad esempio, la NASA mantiene almeno quattro satelliti che monitorano il sole in ogni momento. Lo scopo di questa flottiglia è di registrare il comportamento del Sole, come ad esempio la comparsa di nuove macchie solari e la comparsa di rigonfiamenti. Nel tempo e con il logging continuo, i modelli che descrivono il comportamento del sole e aiutano a prevedere il verificarsi di tempeste violente miglioreranno e impareremo a evitare situazioni catastrofiche.

Ma anche con così tanto monitoraggio, una delle domande più antiche e intriganti sul sole rimane senza risposta.

I modelli fisici e i dati indiretti ci consentono di dedurre che il sole è più caldo al suo interno. Naturalmente, è qui che si verifica la fusione nucleare che genera la sua energia. Mentre ci allontaniamo dal suo nucleo, cioè verso la sua superficie, la temperatura diminuisce. Partendo dal nucleo a circa 15 milioni di gradi Celsius , raggiungiamo la superficie del Sole (la parte che vediamo effettivamente) a una temperatura appena sotto i 6.000 gradi . Da questo punto in poi, la temperatura scende bruscamente, perché dopo tutto usciamo dal sole e siamo nello spazio.

Ma la storia non è esattamente così.

Dalla fotosfera del Sole (il termine corretto per “superficie” di cui ho parlato prima) c’è una struttura molto grande costituita da un “vento” di plasma chiamato corona solare . Questa corona si estende per milioni di miglia attorno al sole, spesso più concentrata in alcuni punti che in altri. Questa parte è sempre rivelata nelle eclissi solari. Fin qui tutto bene, ma conosci la temperatura lungo questa struttura? Tra 1 e 5 milioni di gradi Celsius!

Sì, il sole ha una parte nello spazio più calda del suo punto di partenza: la corona appare in un punto della fotosfera dove la temperatura è di 6.000 gradi, per proiettare nello spazio e misteriosamente riscaldarsi fino a più di 1 grado. milioni di gradi.

Coroa solar capturada durante eclipse de 2017 — Foto: Arquivo pessoal/Marcelo Domingues

Corona solare catturata durante l’eclissi 2017 – Foto: archivio personale / Marcelo Domingues

Uno degli obiettivi della missione Parkes , l’astronave che sta studiando il Sole a una distanza attuale di 25 milioni di chilometri, circa la metà della distanza Sole-Mercurio, sta proprio cercando di capire come la corona solare può essere così calda come le regioni più centrali del Sole. Il sospetto sta nelle cosiddette “onde magnetiche” generate all’interno del Sole e propagate al Sistema Solare.

L’origine di queste onde è ancora oggetto di dibattito tra i fisici solari. È noto per essere generato dalle vibrazioni del campo magnetico del Sole. Il processo è lo stesso di quando si suona una corda di chitarra elettrica, facendo vibrare il campo magnetico circostante. L’idea di base è che l’energia trasportata da queste onde renderebbe caldo la corona solare.

Parker Solar Probe: Entenda missão da Nasa para explorar o Sol

 

Tali onde magnetiche si verificano spesso e sono registrate ad esempio da strumenti a bordo dei satelliti in orbita attorno alla Terra. Ma dopo aver percorso 150 milioni di chilometri, le onde sono già mescolate, per così dire, impedendo un’analisi più accurata. Ecco perché la sonda è stata inviata così vicino al sole.

La missione di Parker è avvicinarsi ancora di più al Sole nei prossimi anni eseguendo manovre di sorvolo su Venere. Il prossimo è previsto per il 26 dicembre di quest’anno e, di conseguenza, la distanza della navicella spaziale dal sole dovrebbe ridursi a 19 milioni di chilometri. Successivamente, la navicella spaziale eseguirà altre cinque manovre nel suo genere, riducendo la sua distanza dal Sole a meno di 7 milioni di chilometri alla vigilia di Natale del 2024! A questa distanza possiamo dire che toccherà il sole, poiché sarà posizionata nelle parti più esterne della sua corona.

La posizione privilegiata di Parker ci consentirà di studiare le onde magnetiche del Sole da una distanza in cui queste non si sovrappongono e interferiscono tra loro. Con questi dati, speriamo, il team della sonda cercherà di capire come il plasma solare si riscalda più di 300 volte al di fuori del sole e quindi rispondere a questa domanda quasi centenaria.

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Il grande minimo solare potrebbe scatenare una fortissima tempesta solare?

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  • Le tempeste solari – durante le quali il Sole emette materia dalla sua corona, generando il cosidetto ‘vento solare’, le cui particelle ad alta energia vanno ad impattare il campo magnetico terrestre – possono turbare l’equilibrio del campo magnetico terrestre.
  • Una tempesta solare abbastanza potente potrebbe portare i satelliti fuori dall’orbita e paralizzare la rete elettrica.
  • Il sole è stato estremamente tranquillo negli ultimi tempi e stiamo entrando in un grande minimo. Ma questo non è per forza un buon segno.

Standocene sulla Terra a 149,6 milioni di km di distanza, potremmo non notare come si comporta il Sole. Ma c’è sempre una possibilità che possa mandarci un cattivo tempo spaziale.

Gigantesche eruzioni sulla superficie solare possono emettere nello spazio grandi quantità di particelle magneticamente cariche. Se queste particelle entrassero in contatto con il campo magnetico terrestre, provocherebbero alcuni effetti dannosi.

Se una tempesta solare penetra nell’atmosfera terrestre, può inviare particelle solari sul pianeta e indebolire lo scudo protettivo del nostro campo magnetico. Le tempeste solari più forti possono innescare effetti a catena nei nostri sistemi elettrici e di riscaldamento, arrivando addirittura a distruggere l’infrastruttura elettrica, fatto che può mandare in tilt le comunicazioni elettroniche, cosa già é  successo più volte in passato.

Le più pericolose tempeste solari sono provocate da espulsioni di massa coronale, in pratica grandi palle di fuoco che schizzano fuori all’improvviso dal Sole. Gli scienziati non sono ancora sicuri su quale sia la causa di queste esplosioni, ma sanno che queste sono collegate al campo magnetico solare. I ricercatori possono osservare le esplosioni circa quindici minuti dopo che queste enormi palle di fuoco si staccano dal sole, il tempo in cui il segnale raggiunge la Terra dal sole.

“Il problema è che non possiamo controllare questa grande palla  al centro del sistema solare”, ha detto a Business Insider l’astrofisico Scott McIntosh che dirige l’High Altitude Observatory presso il National Center for Atmospheric Research, aggiungendo che lo strato superiore dell’atmosfera terrestre è “terribilmente” influenzato dalle emissioni magnetiche solari, che possono sconvolgere il nostro delicato equilibrio moderno basato sulla tecnologia e i fili metallici.

“È una cosa reale, anche se non la sperimentate ogni giorno”, ha detto. “Ma la vostra banca forse sì, quasi certamente lo fa la vostra società di fornitura elettrica e sicuramente il vostro operatore telefonico”.

Le tempeste solari possono provocare danni ingenti

Di solito, gli esperti spaziali possono garantire tra le 17 e le 36 ore di preavviso quando una nube formata da queste pericolose particelle si dirige verso la Terra. Realizzano quindi dei modelli per capire dove potrebbero verificarsi ripercussioni e dei disturbi magnetici. È un lasso di tempo importante dato che l’elettromagnetismo fa funzionare molta delle nostre tecnologie. Quando l’equilibrio magnetico della Terra viene spostato, i fili e i cavi metallici non funzionano normalmente e i satelliti possono addirittura uscire dalla loro orbita geostazionaria.

McIntosh ha detto che il governo Usa è così preoccupato da queste minacce da portare avanti un progetto per costruire più supertrasformatori che siano in grado di resistere alle tempeste geomagnetiche.

“Tutta la vostra infrastruttura è a rischio”, ha detto. Cosa particolarmente vera a elevate latitudini e nei luoghi in cui le rocce sono vecchie e aride, come gli Stati Uniti nordorientali. In quei luoghi, la corrente non può muoversi molto bene nel terreno, quindi ci sono più probabilità di malfunzionamenti della rete elettrica.

McIntosh rabbrividisce al solo pensiero di quello che potrebbe provocare un enorme tempesta solare: “Riuscite a immaginarvi Washington o New York senza corrente per sei o otto mesi all’anno a causa di un evento solare che non era stato correttamente previsto?”.

Gli analisti spaziali che controllano l’attività solare da un osservatorio situato nelle Hawaii fanno del loro meglio per evitare questo scenario fatale. Avvisano i fornitori di energia elettrica che si trovano nelle zone vulnerabili ogni volta che ritengono che l’indice Kp (che misura l’attività geomagnetica) possa superare la soglia cruciale. Di solito raccomandano di abbassare il voltaggio lungo le linee elettriche per qualche giorno al fine di evitare che saltino i trasformatori.

Di solito gli analisti federali dicono che, in media, avvisano le società elettriche dei pericolosi effetti collaterali in arrivo una volta al mese. Di solito, tutto avviene all’insaputa della popolazione.

Anche l’aurora boreale può essere il segno che una tempesta solare sta giocando con il campo magnetico terrestre. Generalmente, questo spettacolo è riservato a chi risiede presso i poli. Ma quando questo spettacolo di luci inizia a scivolare e diffondersi anche verso latitudini più temperate, allora ci segnala l’esistenza di perturbazioni nella magnetosfera.

Le grandi tempeste solari ci hanno già colpito

Forse il più famigerato colpo sparato dal sole verso la Terra è stata l’eruzione di Carrington del 1859. Il bagliore propagò luce “boreale” verso sud, fino alle Hawaii.

“Fece saltare le linee telegrafiche in tutto il mondo“, ha detto McIntosh.

NASA/SDO/GSFC]

Gli scienziati hanno stimato che una grande eruzione solare comparabile a quello del 1859 paralizzerebbe la nostra moderna rete elettrica; e potrebbero volerci 2.000 miliardi di dollari solo il primo anno per ricostruire i grandi sistemi energetici.

Nel 2012, la Terra è stata sfiorata da una tempesta solare grande quanto l’evento di Carrington.

“Se l’eruzione fosse avvenuta soltanto una settimana prima, la Terra sarebbe stata nella linea di fuoco”, ha detto l’astrofisico Daniel Baker dopo aver pubblicato, nel 2013, uno studio sulla tempesta.

Ma altre eruzioni solari hanno influenzato più recentemente la Terra. Nel 1989, 6 milioni di persone in Quebec sono rimaste senza corrente per nove ore a causa di un’eruzione solare. Nell’ottobre e novembre 2003 ci sono state anche le tempeste solari di Halloween, quando sono avvenute contemporaneamente 17 eruzioni sul Sole. La Nasa ha detto che gli aerei subirono variazioni di rotta, le strumentazioni dei veicoli spaziali furono disattivate e in Svezia la corrente saltò per circa un’ora. Quell’anno, l’aurora boreale fu vista anche in Texas e Florida.

E solo l’anno scorso, quando i tre uragani Irma, Harvey e Maria si stavano abbattendo sui Caraibi e sul Golfo del Messico, la Terra è stata colpita dalla più grande eruzione solare mai osservata nell’ultimo decennio. Mentre le nubi degli uragani complicavano la trasmissione delle onde radio, il sole raddoppiava l’effetto rendendo momentaneamente inefficaci i radioamatori (fondamentali per i soccorsi).

Sta arrivando la grande tempesta?

Mentre la maggior parte dell’attività solare resta ancora misteriosa, sappiamo che quella grande palla che inflenza il clima in tutto il sistema solare, opera seguendo un ciclo di +/- undici anni di alta e bassa attività. Recentemente, il sole è diventato molto più tranquillo. Al momento, siamo al piú forte minimo solare registrato in 100 anni. McIntosh prevede che il prossimo ciclo 25 sarà più debole di aleno il 25% rispetto a questo. Ma un sole quieto non è un sole calmo.

Xinhua

“Le maggiori tempeste geomagnetiche arrivano quando il Sole è molto debole”, ha detto.

Una grande tempesta solare potrebbe gettare nel caos la vita moderna, dato che senza corrente, le acque di scarico possono risalire nelle città. E cosa succederebbe se il Gps, che dipende dai satelliti, sta comandando su strada una macchina a guida autonoma durante una grande tempesta solare?

“Odio essere come il ragazzo che gridava ‘al lupo’”, ha detto McIntosh, “ma se succedesse qualcosa di tremendo, potremmo affrontarlo?”.

Nel 2014, il fisico Pete Riley stimò che le probabilità che si verifichi una grande tempesta delle dimensioni di quella capitata a Carrington che colpisca la Terra nel prossimo decennio sono di circa il 12%. Più di una possibilità su dieci.

McIntosh ha detto che esiste solo un modo per resistere a una tempesta solare di quelle dimensioni: “Correre al riparo per via elettronica, spegnere tutto e provare ad aspettare che passi. E sperare che una volta finita, sia ancora tutto a posto”.

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Gli antichi “presagi” babilonesi rivelano i tempi di una straordinaria tempesta solare menzionata nella Bibbia

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Gli antichi "presagi" babilonesi rivelano i tempi di una straordinaria tempesta solare menzionata nella Bibbia

Finché gli umani hanno camminato sulla Terra hanno guardato verso il cielo in cerca di segni di cose a venire. Gli antichi osservatori del cielo assiro hanno persino scolpito i loro risultati su tavolette che ora hanno rivelato quando una grande tempesta solare ha colpito il pianeta.

Gli antichi documenti di pietra erano messaggi ai re di astrologi professionisti pagati per interpretare presagi, come le comete, le meteore e il movimento dei pianeti.

Alcune delle arcane osservazioni sopravvivono fino ai giorni nostri e gli scienziati affermano di averli aiutati a concentrarsi su quando la Terra fu catturata da una tempesta solare estrema.

Recenti analisi hanno rivelato che l’evento straordinario che era così potente da lasciare particelle radioattive negli anelli degli alberi in tutto il mondo intorno al 660 a.C. Un altro studio ha trovato segni simili di una tempesta di questo periodo sepolto nelle profondità del ghiaccio della Groenlandia.

Su richiesta di questi due studi, un team di ricercatori giapponesi ha analizzato nei testimoni rapporti di testimoni oculari per i resoconti sul tipo di spettacolari spettacoli di luci che di solito accompagnano questi enormi eventi geomagnetici.

Molte delle relazioni non erano datate, ma i ricercatori potevano produrre intervalli di date in base all’astrologo che ha scritto la relazione. Sono riusciti a trovare tre antiche tavolette che menzionano un insolito bagliore rosso nel cielo che si abbina al lasso di tempo per le concentrazioni di radiazioni negli anelli degli alberi.

Foto de aurora boreal feita a partir da Estação Espacial Internacional

Queste osservazioni furono fatte circa 2.700 anni fa a Babilonia e nella città assira di Ninive ed entrambe sono menzionate contemporaneamente nella Bibbia.

Una tavoletta afferma che “il rosso copre il cielo”, mentre un altro menziona una “nuvola rossa”. Gli scienziati affermano che questi sono stati causati dalle particelle del Sole che interagiscono con l’atmosfera in seguito all’enorme tempesta.

“Questi risultati ci consentono di ricreare la storia dell’attività solare un secolo prima rispetto ai record precedentemente disponibili”, ha spiegato l’autore senior dello studio, Yasuyuki Mitsuma. “Questa ricerca può aiutarci a prevedere le future tempeste magnetiche solari, che possono danneggiare i satelliti e altri veicoli spaziali.”

Fonte: http://www.tsukuba.ac.jp/en/research-list/p201910160935

 

 

Il vero colore del Sole

Scopriamo il Sole

Sebbene é rappresentata come una stella arancione, gialla e persino rossa, nessuno di questi colori è in realtà ciò che il sole é in realtá.

Qual é a cor do Sol?

È comune vedere il Sole rappresentato nel colore arancione o anche in tonalità vicino al rosso . Tuttavia, come tutte le altre stelle, il Sole produce la propria luce attraverso il processo di fusione nucleare. Durante queste intense reazioni, tutte le lunhezze d´onda dello  spettro elettromagnetico sono prodotte, dall´infrarosso ai raggi gamma, passando attraverso tutte le lunghezze d’onda della luce visibile, dal viola al rosso (tra 380 nm e 720 nm). Pertanto, il sole è bianco.

Le sfumature di giallo e rosso che vediamo guardando il Sole sorgono a causa della dispersione dei raggi solari mentre entrano nell’atmosfera. Guardate la seguente foto:


Sole visto dall’esterno dell’atmosfera terrestre

Quando la luce prodotta dal Sole raggiunge l´atmosfera terrestre, alcune piccole lunghezze d’onda, come il viola e il blu, sono immediatamente disseminate dalle piccole particelle che compongono l’atmosfera. Questo fenomeno è chiamato scattering di Rayleigh e si verifica solo nei casi in cui le particelle illuminate sono molto più piccole della lunghezza d’onda della luce incidente, ed è quindi un fenomeno molto più frequente nei gas .

In questo modo, le lunghezze d’onda maggiori, come l’ arancione e il rosso , possono passare attraverso l’atmosfera senza essere ampiamente disperse , quindi il cielo è di colore blu , e la nostra fonte di luce, il Sole, è arancione o rosso .

Con il cambiamento dell’angolo di incidenza della luce solare, durante il tramonto, ad esempio, la distanza percorsa dalla luce solare è maggiore e l’assorbimento delle lunghezze d’onda minori è ancora più evidente. Hai notato che durante lo zenit (a mezzogiorno) il colore del sole è molto più vicino al bianco ? Ciò è dovuto alla minore distanza percorsa dai raggi solari e, di conseguenza, alla minore dispersione dei colori blu e viola .

Perché, allora, vediamo il cielo blu e non viola ? La risposta sta nella sensibilità alla luce. Le cellule specializzate nel color picking , chiamate coni, rispondono meglio allo stimolo di luce la cui lunghezza d’onda si trova tra il verde e il blu (circa 508 nm) rispetto all’ultravioletto, quindi questi toni sono più visibili per noi.

Il Sole è classificato come una stella di sequenza principale , cioè trasforma gli atomi di idrogeno in atomi di elio per produrre la sua energia. All’interno di questa classificazione astronomica, il Sole è considerato una stella nana gialla . La sua categoria, tuttavia, non ha a che fare con la sua colorazione, ma con il suo diametro e la temperatura della sua superficie , di circa 5800 K.

Inoltre, sebbene la radiazione solare abbia tutte le lunghezze d’onda visibili, il Sole non le produce con la stessa intensità, cioè alcune frequenze sono prodotte con maggiore potenza dal Sole. Tra i colori visibili, la regione blu è la più prodotta dal sole, per esempio.

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Forse la Terra non é piatta……

Visioni geocentriche e eliocentriche

A Palermo si é tenuto un convegno dei terrapiattisti. Inutile dire o scrivere qui chi sono i terrapiattisti perché il concetto della Terra piatta persiste da secoli.

Ancora oggi, un numero di individui continua a credere che la forma della Terra sia un piano o un disco. Se sei ancora titubante riguardo a questo problema, puoi mettere i tuoi dubbi a riposo con alcuni semplici test, come delineato da Ian Whittaker, docente presso la Nottingham Trent University . Non preoccuparti, non è necessario essere uno scienziato missilistico – o costruire il tuo razzo – per fare nessuna di queste prove.

Un semplice esperimento ti farà semplicemente guardare i cieli; in particolare, i cieli notturni degli emisferi nord e sud. “La vista è completamente diversa perché la Terra sotto di te sta puntando in una direzione diversa. Se la Terra fosse piatta, la vista dovrebbe essere la stessa “, ha elaborato Whittaker. È possibile semplificare ulteriormente notando le differenze tra notte e giorno in un paese.

Mentre i tuoi occhi puntano verso il cielo, potresti anche osservare i pianeti. Guardarli per diversi giorni ti diranno che sono sferici. Molto probabilmente il nostro pianeta avrà la stessa forma.

Puoi anche determinare la forma della Terra attaccando una telecamera a un pallone ad alta quota e lasciandola salire. “Il filmato mostrerà che da un punto di vista abbastanza alto è possibile vedere la curvatura della Terra”, ha detto Whittake, prima di aggiungere: “In definitiva, discutere su internet non è la migliore strada da seguire per qualsiasi sforzo scientifico. Dobbiamo fornire i mezzi per testare queste teorie e capire i risultati che ottengono. “

L’esperimento del livello di Bedford

Nel suo articolo, Whittaker toccò brevemente l’esperimento del Bedford Level, una serie di esperimenti condotti lungo il tratto di sei miglia del fiume Old Bedford, nel Norfolk, in Inghilterra. Il primo e più noto esperimento fu eseguito nel 1838 da Samuel Birley Rowbotham , inventore inglese e sostenitore della terra piatta.

Come parte dell’esperimento, Rowbotham entrò nel mezzo di un fiume e osservò una barca che si allontanava da lui attraverso la lente di un telescopio. Una Terra ricurva avrebbe mostrato che la sommità dell’albero della barca scompariva dalla sua vista e più si spingeva lungo il fiume. Ma secondo Rowbotham, non ha osservato alcun fenomeno del genere.

Il Bedford Level Experiment fu smentito nel 1870 dal naturalista inglese Alfred Russel Wallace quando fece una scommessa con John Hampden, un sostenitore del lavoro di Rowbotham. Wallace ha ricreato l’esperimento ma ha aggiunto un ulteriore passaggio: questa volta ha impostato una linea di vista a 13 piedi sopra l’acqua. Facendo questo, Wallace ridimensiona gli effetti della rifrazione atmosferica, che può distorcere la vista di una persona e indurli a vedere il mondo piatto.

Alla fine, Wallace vinse. Hampden, tuttavia, sosteneva che Wallace avesse ingannato. Ciò ha portato i due uomini a sbattere le teste in una battaglia pubblica che era a dir poco malvagia.

Comunque chi vuole continuare a credere alla Terra piatta faccia come vuole… basta che non voglia fare una guerra contro coloro che credono alla terra sferica…. Oggi con gli estremismi nulla é piú certo.

Sand-Rio