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

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

  1. CIao, bell’articolo e le figure parlano molto…., nel testo ci sono dei passagi un po ostici anche per l’ortografia e grammatica ancora un po ibrida ( ispanico-italica) ti consiglio come già avevo fatto un tempo di rileggerla e correggerla per rendere piu piacevole e fluente il testo a noi che leggiamo! 😉
    Ciao

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  2. scrivete pure che ammetto subito i messaggi!

    E scusate, ma purtroppo dovete prendervela cn chi torva gusto a fare sterile polemica da 4 soldi cn l’unico intento di screditare il blog, presumo per invidia…

    simon

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  3. Piccolo ot:
    so che il Sole si sta godendo la sua bella siesta, ma un aggiornamento, giusto per fare il punto della situazione?

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  4. 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

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  5. Renso Roberto :

    Piccolo ot:
    so che il Sole si sta godendo la sua bella siesta, ma un aggiornamento, giusto per fare il punto della situazione?

    Come un aggiornamento?

    ne stiamo facendo a iosa da giorni! 😉

    ma nn leggi i commenti?:)

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  6. ice2020 :

    Renso Roberto :
    Piccolo ot:so che il Sole si sta godendo la sua bella siesta, ma un aggiornamento, giusto per fare il punto della situazione?

    Come un aggiornamento?
    ne stiamo facendo a iosa da giorni!
    ma nn leggi i commenti?:)

    Lo so, hai ragione, ma non è facile seguirvi in mezzo a tutti quei commenti.
    Se poi ci metti anche le polemiche con bora e compagnia bella che proprio non sopporto.:(

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  7. Renso Roberto :

    ice2020 :

    Renso Roberto :Piccolo ot:so che il Sole si sta godendo la sua bella siesta, ma un aggiornamento, giusto per fare il punto della situazione?

    Come un aggiornamento?ne stiamo facendo a iosa da giorni!ma nn leggi i commenti?:)

    Lo so, hai ragione, ma non è facile seguirvi in mezzo a tutti quei commenti.Se poi ci metti anche le polemiche con bora e compagnia bella che proprio non sopporto.:(

    Putroppo confermo anche io, non è facile leggere a volte un centinaio di commenti dove la maggior parte sono di polemica 🙁

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  8. 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

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  9. omonimo :

    perche’ non sono 4 le regioni ?

    http://www.solarcycle24.com/pictures/spots6.jpg

    Alberto

    ok!

    la 1094 e 1095 100 anni fa nn sarebbero ami state contate…inoltre, tu vedi 18 macchie?

    perchè se catania ha dato un 58, vuol dire che vede 4 regioni (40) più 18 macchie!

    Cioè catania vede meglio che l’SDO!

    Pensa in che mani siamo con la continuità col passato!

    pazzesco!

    Simon

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  10. 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…

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  11. 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)
    In base ai dati ufficiali del NSIDC americano la banchisa polare nel mese di Luglio ha registrato la secona minor estensione dal 1979 ad oggi. Con 8.4 milioni di chilometri quadrati, infatti, i ghiacci marini artici si portano ad appena 300.000kmq dal minimo assoluto del 2007. Il deficit rispetto alla media ventennale di riferimento è stato 1.7 milioni di chilometri quadrati; in termini percentuali parliamo di un sonoro -18%! 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..

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  12. non mi permetto di contestare il NSDIC ma qualche data per un confronto puro sarebbe interessante.
    Il periodo è un pò vago perchè al 1° luglio i km2 erano 8806563 ed il 31 erano 6922031.
    Il 5/6/7 luglio hanno registrato da 8493438 a 8429063 km2.
    I dati rilevati dal sito
    http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm
    dimostrano che ad oggi abbiamo: 724219 km2 in più rispetto il 2007 stesso giorno, 110000 km in meno rispetto al 2009 e 40469 rispetto al 2008.
    Dal 2007, annus orribilis, direi che il trend è “abbastanza” costante.
    L’anomalia a giugno, e non lo dico io, ma i meteorologi, è stata l’AO negativa al polo.

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  13. Stiamo avvicinandoci al massimo, secondo alcuni di noi, ed é giusto che il Sole inizi la sua fase come ogni massimo che si rispetti deve fare. Quindi é perfetta l´evoluzione e l´aumento delle macchie che dovrebbe esserci fino a fine anno inizi anno prossimo. Il problema sará che questo massimo sará molto “minimo”, come conferma anche il SF che peró nella fase di massimo dovrebbe arrivare almeno a 100 circa.
    Le macchie a latitudini 9/10/11° sono sintomatiche dell´avvicinamento al massimo ed i signori che dicono che il massimo sará nel 2013 dovrebbero spiegare la latitudine delle sunspot attuali, tranne che dicano che la legge di Hale non vale…. ma solo per questo ciclo??

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  14. Mona71, qui si parla del Sole. Se vuoi parlare di meteo, c’e’ la sezione apposita.

    Che maroni con sti OT.

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  15. Paolo :non mi permetto di contestare il NSDIC ma qualche data per un confronto puro sarebbe interessante.Il periodo è un pò vago perchè al 1° luglio i km2 erano 8806563 ed il 31 erano 6922031.Il 5/6/7 luglio hanno registrato da 8493438 a 8429063 km2.I dati rilevati dal sitohttp://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htmdimostrano che ad oggi abbiamo: 724219 km2 in più rispetto il 2007 stesso giorno, 110000 km in meno rispetto al 2009 e 40469 rispetto al 2008.Dal 2007, annus orribilis, direi che il trend è “abbastanza” costante.L’anomalia a giugno, e non lo dico io, ma i meteorologi, è stata l’AO negativa al polo.

    dimenticavo “OT”
    ma ho seguito il concetto esposto sopra…sorry

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