Studiare il sole e’ importante perche’:
- E’ un immenso laboratorio in condizioni
fisiche non riproducibili sulla Terra .
- La vicinanza permette di distinguere
le strutture “atmosferiche” e quindi capire il funzionamento delle altre
stelle.
Caratteristiche fisiche:
raggio: 696 000 km
massa: 1.98 x 1033 g
luminosita’: 3.9 x 1026 Watt/cm2
magnitudine apparente: -26.74
magnitudine assoluta: +4.83
densita’ media: 1.4 g/cm3 (acqua
= 1 g/cm3)
densita’ centrale: 140 ÷
180 g/cm3
accelerazione gravitazionale
: 274 m/sec2
eta’: circa 4.5 miliardi di anni
campo magnetico globale: 1 Gauss
(~ campo magn. terrestre)
distanza media dalla Terra: 1 Unità
Astronomica =~ 150 milioni di km
periodo di rotaz. all’equatore:
26 giorni
periodo di rotaz. ai poli: 32 giorni
perdita di massa : 1 miliardo di
kg/sec (~ 10-14 Masse Solari / anno)
temperatura “efficace” (~ temp.
superficiale): 5780 K (0 K = -273 °C)
temperature centrale : 15 milioni
di K
tipo spettrale : G2 V
Composizione chimica
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in generale presenti allo stato ionizzato per l’elevata temperatura.
- La radiazione emessa dagli strati
interni viene riassorbita dal plasma (gas ionizzato).
- A noi perviene solo la radiazione
emessa dalla fotosfera.
Atmosfera
Fotosfera: “superficie” del sole
spessore : 600 ÷700 km
temperatura: 6600 K
macchie: zone scure perche più
fredde, isolate o a gruppi
Rappresentazione schematica di macchia solare
tempombra:
4000÷ 5000 K
luminosombra:
5÷15 % luminosita’ fotosfera
temppenombra:
5500 K
luminospenombra:
60 %
Filamenti:
lunghezza 5000 ÷ 7000 km
larghezza 300 ÷ 400 km
diametro macchia : 7000 ÷ 50000 km
Le macchie sono zone in cui c’è una locale intensificazione del campo magnetico (=~3000 Gauss)
- Il gas ionizzato si dispone lungo
le linee di forza del campo magnetico formando i filamenti (analogamente
alla limatura di ferro su un foglio di carta a cui è avvicinata
una calamita).
- la convezione in superficie e’
inibita dall’intenso campo magnetico e così diminuisce la temperatura.
Dalle osservazioni delle macchie, compiute da Galileo, si è scoperto che:
- il sole ruota attorno al proprio
asse
- l’asse e’ inclinato rispetto il
piano dell’eclittica
- la velocita’ angolare e’ differenziale:
l’equatore ruota più velocemente delle regioni polari
Periodicità delle macchie:
Il numero delle macchie e
tutti i fenomeni connessi col campo magnetico cambia con una ciclicità
di 11 anni.
All’inizio di ogni ciclo (quando,
dopo aver raggiunto valori minimi, il numero delle macchie comincia ad
aumentare) le macchie si formano ad alte latitudini, poi sempre piu’ vicino
all’equatore. Non si osservano macchie a lat. > 40° (nord o sud).
Facole: zone piu’ luminose quindi a temperatura piu’ alta. Sono visibili anche in cromosfera.
Grani: sommita’ delle celle convettive.
Spettro solare
E’ costituito dallo spettro continuo
dlla radiazione emessa dalla fotosfera a T = 5785 K --> max di emissione
nel giallo-verde (Lambda = 5000 ÷ 5500 A)
solcato dalle righe di assorbimento
(scure).
righe scure--> assorbimento
da parte dei gas (H, He, O, Na) presenti nelle parti più alte della
fotosfera (righe di Fraunhofer)
dallo spettro possiamo conoscere:
- temperatura e densita’ superficiale.
- moti ascendenti e discendenti.
- rotazione solare.
- intensità del campo magnetico
Cromosfera
E’ visibile nella lunghezza d’onda rossa emessa dall’idrogeno neutro (H-alfa)
spessore = 10000 km
densità= 8 x 10(-8) ÷
4 x 10(-5) g/cm3
T = 103÷104 K
protuberanze: eruzioni di gas osservate sul bordo. Sul disco appaiono come filamenti scuri dalle forme piu’ varie: arco, zampillo di fontana , albero, pennacchio...
“loops”: tracciano le linee di campo magnetico che emergono dalla fotosfera. Si espandono fino in corona e collegano macchie di polarita’ opposta.
“flares” (brillamenti): intensificazione
nell’emissione di radiazione all’interno di una zona attiva.
- sono causati dalla variazione
della configurazione del campo magnetico vicino ad un loop.
- possono interessare tutta l’atmosfera.
- sono spesso accompagnati da emissione
di materia.
spicole: strutture cromosferiche
in corrispondenza delle celle convettive più grandi.
Corona
Emette soprattutto nei raggi X ma diviene ben visibile durante un’ecclissi totale o con il coronografo.
densità = 10(-15) ÷
10(-17) g/cm3
T = 100 000 ÷ 1 000 000 K
T e densità non sono uniformi
e sono presenti delle strutture:
- regioni brillanti (sommittà
dei loops)
- punti brillanti
- buchi coronali
Struttura interna del Sole: vedi
capitolo sulle stelle
Carla Distefano