Sole

Il sistema solare




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Il Sole
ASTRONOMIA

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CURIOSITA'

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MITOLOGIA


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ASTRONOMIA

Il Sole è la stella attorno al quale ruotano i pianeti del Sistema solare, oltre a una serie di corpi celesti minori, quali asteroidi, comete e polvere spaziale. È una stella di medie dimensioni, ma di gran lunga l'astro più grande del Sistema solare (di cui possiede il 99,8% della massa complessiva) ed il suo diametro è circa 109 volte più grande di quello terrestre. Il Sole dista mediamente dalla Terra quasi 150 milioni di chilometri.

Rispetto al centro della galassia, la Via Lattea, esso compie un lunghissimo moto di rivoluzione, con un periodo di circa 250 milioni di anni; la sua distanza dal centro della galassia è infatti di ben 25.000 anni luce.

Il Sole è una immensa palla di gas ad elevatissima temperatura, composta per il 75% da idrogeno e per il 25% da elio. Nel suo nucleo avvengono le reazioni di fusione nucleare che trasformano l'idrogeno in elio, producendo l'energia che giunge fin sulla Terra. La composizione chimica del Sole non si mantiene costante nel tempo, poiché progressivamente l'idrogeno va trasformandosi in elio a causa delle reazioni nucleari che avvengono nel nucleo: ogni secondo sono convertite in elio circa 700 milioni di tonnellate di idrogeno, ma a causa della enorme massa della stella, la variazione della sua composizione chimica è comunque molto lenta. L'età del Sole viene stimata intorno ai 4,5 miliardi di anni, e ad oggi esso ha consumato circa la metà di tutto il suo idrogeno, quindi continuerà a splendere ancora per altri 5 miliardi di anni!

Nella parte più interna del Sole, chiamata nucleo, avvengono le reazioni di fusione dell'idrogeno in elio, ad una temperatura di oltre 15 milioni di gradi. In questa zona le condizioni fisiche sono estreme (la pressione è di 250 miliardi di atmosfere e la densità dei gas è 150 volte più alta di quella dell'acqua sulla Terra), al punto che la materia si trova in uno stato indefinito chiamato plasma.

All'esterno del nucleo si trova la cosiddetta zona radiativa, la quale ne assorbe l'energia prodotta e la trasmette per irraggiamento allo strato superiore, la zona convettiva; da qui il calore viene trasmesso con dei moti convettivi fino alla superficie.

La superficie visibile del Sole è detta fotosfera: ha una conformazione granulosa e una temperatura di circa 5.500 °C. Da qui l'energia che proviene dall'interno del Sole si propaga sotto forma di calore e luce in tutto il Sistema solare.

All'esterno della fotosfera vi sono altre due zone, che costituiscono insieme ad essa quella che si può definire in un certo senso l'"atmosfera" del Sole: la cromosfera e la corona solare. Quest'ultima è formata da gas estremamente rarefatto ad altissima temperatura (circa 1 milione di gradi) che si estende indefinitamente nello spazio per milioni di chilometri sotto forma di vento solare.

Il vento solare è costituito da sciami di particelle di gas ionizzate, che vengono emesse dal Sole insieme alla luce e al calore e che viaggiano a una velocità di circa 450 km/s.

Il Sole non è un corpo solido come la Terra, ma è formato totalmente da gas. I gas presenti nel nucleo e nella zona radiativa si trovano allo stato di plasma, mentre quelli nelle zone più esterne sono allo stato gassoso. Per questo motivo la sua velocità di rotazione non è costante, ma varia a seconda della zona: la parte centrale ruota più velocemente di quella esterna e nella stessa zona esterna esistono delle differenze tra le zone polari (con rotazione più lenta) e quella equatoriale (con rotazione più veloce).

Il Sole possiede un campo magnetico straordinariamente esteso (la magnetosfera, anche detta eliosfera, si estende oltre Plutone), ma anche estremamente complesso. In condizioni normali esso sarebbe piuttosto regolare e con un'intensità uniforme pari a circa il doppio di quella del campo terrestre. La diversa velocità di rotazione delle sue parti, però, crea continue distorsioni delle linee di forza che provocano deformazioni e anomalie locali, in cui l'intensità del campo può diventare fino a 3.000 volte più grande del valore normale.

L'attività solare è strettamente correlata al campo magnetico e varia con esso, con un ciclo di circa 11 anni, durante il quale si va da un minimo a un massimo di intensità nell'attività. Ogni ciclo è inoltre caratterizzato dall'inversione del polo Nord e del polo Sud magnetico (l'inversione del campo magnetico ha quindi un ciclo completo di 22 anni).

Sebbene la densità del Sole sia inferiore a un terzo di quella della Terra, a causa della massa enormemente superiore (circa 333.000 volte) la sua la forza di gravità risulta 28 volte più intensa di quella terrestre. Per fare un esempio, un oggetto che sulla Terra pesasse 100 chili, sul Sole ne peserebbe ben 2.800.



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OSSERVAZIONE

Il Sole è l'astro più luminoso visibile dalla Terra e l'unico che permette, la sua osservazione anche di giorno, sia pure con l'utilizzo di adeguati strumenti e il ricorso ad opportune misure di protezione per la vista.

A differenza di tutti gli altri copri celesti del Sistema solare, il Sole è una stella, pertanto presenta una struttura e dei fenomeni del tutto particolari. Proprio l'osservazione e lo studio di questi ultimi risultano di particolare interesse.

Sulla superficie esterna del Sole, la fotosfera, è possibile osservare le cosiddette macchie solari, vale a dire delle zone in cui le locali intensificazioni del campo magnetico impediscono i moti convettivi che portano in superficie la materia incandescente, generando così aree a minore temperatura (circa 3.500 °C) che appaiono più scure rispetto a quelle circostanti. Le macchie solari possono durare diversi mesi e arrivare fino a 50.000 km di diametro. Si possono osservare spesso raggruppate, in una certa area del disco solare. Il numero di macchie solari varia con regolarità secondo il ciclo dell'attività solare, oscillando dunque tra un numero minimo e un numero massimo ogni 11 anni circa. In corrispondenza del picco massimo, associato alla più intensa attività solare, pare che si verifichi sulla Terra un periodo di clima più caldo, mentre in corrispondenza del picco minimo, sembra esserci un periodo più freddo.

Sulla fotosfera si possono osservare anche le cosiddette facole, fenomeni di breve durata (inferiore a un'ora) che si verificano nei punti in cui il locale indebolimento del campo magnetico lascia libera la materia di sollevarsi oltre la superficie, rendendo così la zona più brillante di quelle circostanti, contrariamente a quello che avviene nelle macchie solari.

La cromosfera può essere osservata durante le eclissi totali di Sole ed è la zona dove si verificano le protuberanze, le spicule e i brillamenti. Le protuberanze sono enormi nubi gassose incandescenti che si sollevano per decine di migliaia di chilometri; esse possono essere quiescenti (quando restano inattive nella stessa zona per diverso tempo), eruttive (se caratterizzate da uno sviluppo molto rapido) o ad arco (quando formano anelli di materia seguendo le linee del campo magnetico). Le spicule sono dei getti di materia espulsi come gigantesche fiammate in corrispondenza di zone dove il campo magnetico è più intenso. I brillamenti sono infine delle rapide emissioni di energia le cui radiazioni possono giungere sulla Terra assieme alle particelle del vento solare, provocando le tempeste magnetiche che sono all'origine di colpi di corrente e interferenze radio, ma anche degli spettacolari fenomeni noti come aurore polari.

La corona si estende oltre i confini del Sistema solare ed è formata da gas rarefatti ad altissima temperatura che emettono raggi X. Questi vanno ad interagire con il materiale presente nel nucleo delle comete, generando la loro caratteristica scia. Anche la corona è visibile durante le eclissi totali di Sole come una corona, appunto, che avvolge il Sole. In questa zona si possono osservare i fenomeni noti come pennacchi, cappi, piume e buchi coronari.


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CURIOSITA'

Visto dalla Terra, il Sole ha le stesse dimensioni apparenti di una moneta da un Euro posta a due metri e mezzo di distanza dagli occhi. Per quella che sembra una straordinaria coincidenza, le stesse dimensioni apparenti sono quelle del disco lunare. Proprio questo rende possibili delle eclissi di Sole che consentono di osservare la sola corona solare (la parte esterna del Sole), cosa altrimenti impossibile a causa della forte luce emessa dal Sole stesso.
Il Sole basso sull'orizzonte
Il fatto che il Sole (così come la Luna) sembri più grande quando si trova basso sulla linea dell'orizzonte, è dovuto a una illusione ottica, provocata dall'effetto psicologico della differente percezione delle distanze di oggetti vicini fra loro, posti a diversa distanza di fronte e verso l'alto. In realtà, la rifrazione atmosferica e la distanza appena superiore, fanno sì che le dimensioni apparenti del Sole appaiano dalla Terra addirittura inferiori quando esso si trova vicino all'orizzonte, piuttosto che alto nel cielo.

A causa della notevole distanza dalla Terra, la luce del Sole impiega 8 minuti a raggiungere il nostro pianeta e dunque i nostri occhi. Questo tempo è praticamente lo stesso che impiega il disco solare a scomparire dietro l'orizzonte, dal momento in cui la sua parte inferiore tocca idealmente la stessa linea dell'orizzonte. Per questo motivo, non appena vediamo il Sole toccare l'orizzonte, in realtà la nostra stella è appena tramontata?


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STORIA

In quanto astro ben visibile nel cielo per dimensioni e luminosità, il Sole è naturalmente conosciuto fin dai tempi preistorici. La più antiche popolazioni non potevano far altro che considerarlo come un misterioso disco luminoso nel cielo, che quando si trovava sopra l'orizzonte creava il giorno e quando era assente produceva invece la notte.

Il Sole era comunque considerato come un fenomeno soprannaturale ed associato a numerose divinità, tanto è che il culto del Sole trova riscontro in molte civiltà del passato, ad esempio quella Inca in Sud America e quella Azteca in Messico, e non sono rari i casi di antichi monumenti o costruzioni che sono stati eretti tenendo conto della posizione del Sole nel cielo. I megaliti di pietra di Nabta Playa in Egitto e Stonehenge in Inghilterra segnano con precisione il solstizio d'estate, mentre la piramide di El Castillo a Chichén Itzá, in Messico, è stata progettata per proiettare, durante gli equinozi, delle ombre dalla forma di serpente.

La prima ipotesi di natura, per così dire "scientifica" riguardo al Sole, fu formulata dal filosofo greco Anassagora, il quale lo immaginava come una enorme sfera di metallo incandescente in movimento nel cielo, piuttosto che un oggetto trascinato dal carro del dio Helios. Nel III secolo a.C. un altro greco, Eratostene, fu il primo a calcolare con una certa precisione la distanza della Terra dal Sole; egli stimò una distanza di circa 149 milioni di chilometri, eccezionalmente vicina, in considerazione dell'epoca, al valore noto oggi.

Visto dalla Terra, il Sole possiede un moto di rivoluzione apparente che lo porta a compiere, nell'arco di un anno, una traiettoria chiusa lungo la fascia dello Zodiaco. Per questo motivo era considerato dagli antichi astronomi greci come uno dei sette pianeti orbitanti intorno alla Terra, ed è per la stessa ragione che i nomi dei giorni della settimana derivano in certe lingue da quelli di questi sette pianeti.

Furono prima Aristotele e poi Tolomeo a formulare la cosiddetta teoria geocentrica, secondo cui attorno alla Terra, posta nel centro dell'universo, ruotavano il Sole e gli altri corpi celesti; essa sopravvisse fino al XVI secolo, quando gli studi di Copernico affermarono la sua teoria eliocentrica.

All'inizio del XVII secolo Galileo Galilei, grazie all'utilizzo del telescopio, effettuò le prime osservazioni delle macchie solari, sebbene le confuse con dei piccoli oggetti che transitavano davanti al Sole.

Isaac Newton osservò la luce solare attraverso un prisma, dimostrando che essa era composta da molti colori, mentre nel 1800 William Herschel scoprì la radiazione infrarossa dello spettro solare e von Fraunhofer approfondì le osservazioni delle linee di assorbimento nello spettro (anche dette infatti linee di Fraunhofer).

Verso la fine del XIX secolo Lord Kelvin ipotizzò che il Sole fosse un corpo liquido in progressivo raffreddamento che emetteva calore dissipando gradualmente la sua riserva interna, mentre nel 1890 Joseph Lockyer, scopritore dell'elio nello spettro solare, propose una teoria "meteoritica" sulla formazione e l'evoluzione del Sole. Nel 1904 Ernest Rutherford avanzò l'ipotesi che l'energia solare potesse essere generata da un meccanismo di decadimento radioattivo, ma lo spunto decisivo per la scoperta dei meccanismi interni della stella fu dato dalla teoria di Albert Einstein, che portò nel 1920 Arthur Eddington a proporre l'idea delle reazioni di fusione nucleare tra idrogeno ed elio, prodotta dall'elevata pressione e temperatura, concetto poi sviluppato nel corso degli anni '30 da Chandrasekhar e Bethe.

Le prime sonde spaziali utilizzate per lo studio del Sole furono i Pioneer 5, 6, 7, 8 e 9, che tra il 1959 e il 1968 orbitarono attorno alla stella ad una distanza simile a quella della Terra, studiando il campo magnetico e il vento solare. Negli anni '70 la sonda Helios 1 orbitò attorno al Sole ad una distanza minore di quella di Mercurio, mentre lo Skylab osservò per la prima volta la zona tra la cromosfera e la corona. Tra il 1980 e il 1989, seppure con una interruzione di tre anni dovuta a un guasto poi riparato, la Solar Maximum Mission, studiò le radiazioni ultraviolette, di raggi gamma e raggi X provenienti dalle esplosioni solari, e nel 1991 la giapponese Yohkoh studiò proprio queste ultime. Ulysses, nel 1990, fu ideata per studiare le regioni polari, il vento solare e l'intensità del campo magnetico. Nel 1995 è stato messo in orbita il Solar and Heliospheric Observatory, al fine di monitorare in modo continuo l'attività solare; infine nel 2004 è rientrata a terra la sonda Genesis che ha prelevato campioni di vento solare, in modo da raccogliere informazioni utili alla comprensione della struttura interna del Sole.


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MITOLOGIA

Il nome della stella deriva da quello dell'omonima divinità romana, in latino Sol, corrispondente di quella greca chiamata Helios, talvolta associata anche con la figura di Febo (Apollo).

Il Sole, fonte dell'energia e della vita sul nostro pianeta, ha da sempre rappresentato uno degli elementi essenziali della mitologia e della cultura popolare, vale a dire dell'insieme di storie e credenze incentrate sul Sole, inteso sì come astro che come immagine di un'entità divina. La mitologia solare si incontra nella cultura greca con la figura di Helios o in quella semitica siriana con Elagabal, che poi diverrà il Sol Invictus dei Romani; ma divinità solari si incontrano anche nella mitologia dei popoli dell'America precolombiana (Incas, Atzechi) e in quasi tutte le culture del mondo.

Secondo la mitologia classica, Helios era fratello di Selene (Luna) e di Eos (l'Aurora) ed era figlio dei Titani Iperione e Teia. Dal suo matrimonio con Perseide nacquero molti figli, tra cui la maga Circe e Pasifae (la moglie di Minosse).

Helios era il dio del Sole e conduceva un carro trainato da cavalli che soffiavano fuoco dalle narici, il quale sorgeva dall'oceano ogni mattina per trascinare il sole nel cielo da est verso ovest. Grazie a questa sua attività, egli poteva osservare qualsiasi luogo ed assistere a qualunque avvenimento accadesse nel mondo. Per questo motivo Helios era invocato come testimone nei giuramenti.

Helios era particolarmente venerato a Rodi, ove gli era consacrata una colossale statua, conosciuta per l'appunto come Colosso di Rodi. Dalla ninfa dell'isola, Rodo, egli ebbe anche sette figli chiamati Eliadi.

Un altro discendente di Helios fu Fetonte, nato dall'unione con la ninfa Climene. Secondo la leggenda, egli pregò Helios di fargli guidare il suo carro, per appurare se davvero questi fosse suo padre; Fetonte però, a causa della sua inesperienza, perse il controllo del carro e fece imbizzarrire i cavalli, i quali cominciarono a correre all'impazzata su e giù per il cielo, provocando una serie di danni. Dapprima si diressero troppo in alto, bruciando una parte della volta celeste e originando così la Via Lattea, quindi si abbassarono troppo e distrussero la terra corrispondente all'attuale Libia, che da allora è diventata un deserto.
Traccia di questo mito si ritrova nella Divina Commedia di Dante, in cui questi descrive il cammino del Sole come "la strada che mal non seppe carreggiar Fetòn".

Nella tarda antichità greca, ma anche presso i Romani, Helios venne associato con Febo (Apollo), fratello gemello di Artemide (Diana) e figlio di Zeus (Giove) e Leto (Latona).

Oltre a portare il carro del sole, Apollo era anche un dio oracolare, capace cioè di svelare il futuro degli uomini tramite gli oracoli, i più famosi dei quali si trovavano a Delo e a Delphi. Egli era inoltre il patrono della poesia, in quanto capo delle muse, ed era spesso raffigurato con in mano una lira. Secondo il mito, il giovane Hermes (Mercurio), dio dei ladri sfuggito al controllo della madre, iniziò a vagabondare per la Tessaglia e si imbatté nel gregge di Admeto, custodito da Apollo. Hermes riuscì a rubare gli animali e si rifugiò in una grotta, ma quando Apollo lo rintracciò e pretese con l'appoggio di Zeus la restituzione del bestiame, si innamorò dello strumento suonato da Hermes e lo accettò in cambio del gregge rubato.

A differenza di altre divinità greche, Apollo non aveva un equivalente diretto nella mitologia romana, ed il suo culto venne importato a Roma direttamente dai Greci, ma a partire dalla tarda età repubblicana, Apollo divenne "alter ego" del Deus Sol Invictus, appellativo religioso usato per tre diverse divinità romane: Eliogabalo, Mitra, e Sol.

Altri epiteti con cui era conosciuto Apollo erano Phebo (splendente, lucente), Akesios e Iatros (entrambi con il significato di "guaritore" e riferiti al ruolo di protettore della medicina, come padre di Esculapio), Aphetoros (dio dell'arco) e il romano Articenens (con lo stesso significato), Loxias (l'oscuro) e Coelispex (colui che scruta i cieli), entrambi con riferimento alle sue capacità profetiche.
Rappresentazione del dio Helios
Helios e Apollo venivano spesso rappresentati alla guida del cocchio solare (nell'immagine in un dipinto). Apollo era inoltre spesso ritratto coronato di alloro, assieme ad alcuni dei simboli a lui sacri, quali il tripode sacrificale (legato alle sue profezie), la cetra, l'arco e animali come lupi, cigni (simbolo di bellezza), cicale (simbolo della musica e del canto), falchi, corvi e serpenti (in riferimento ai poteri oracolari).

Il simbolo del Sole
Il simbolo astronomico (e astrologico) del pianeta consiste semplicemente in un cerchio con un punto nel mezzo.



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