Language
Country/Area
No result found
Il segreto della formazione delle macchie solari: perché sono più scure dell'area circostante?
Le macchie solari, macchie temporanee sulla superficie del sole più scure rispetto all'area circostante, sono uno dei fenomeni solari più conosciuti. Sebbene visibili principalmente nella fotosfera solare, le macchie solari spesso colpiscono l’intera atmosfera solare. Questi punti si formano perché la concentrazione del flusso magnetico inibisce la convezione, provocando una diminuzione della temperatura superficiale. Le macchie solari compaiono solitamente in coppia nelle regioni attive e variano secondo il ciclo solare di circa 11 anni. La durata della vita di una singola macchia solare o di un gruppo di macchie solari può variare da pochi giorni a pochi mesi, ma alla fine svanirà.
Le macchie solari possono avere un diametro compreso tra 16 chilometri (10 miglia) e 160.000 chilometri (100.000 miglia), con macchie solari più grandi visibili dalla Terra senza un telescopio.
La macchia solare potrebbe muoversi a centinaia di metri al secondo, indicando una forte attività magnetica. Le macchie solari sono accompagnate da fenomeni in altre regioni attive, come anelli coronali, rigonfiamenti ed eventi di riconnessione, e la maggior parte dei brillamenti solari e delle espulsioni di massa coronale (CME) provengono da regioni magneticamente attive che circondano questi gruppi di macchie solari visibili.
La storia delle macchie solari
Le prime testimonianze di macchie solari possono essere fatte risalire al Libro cinese dei Mutamenti, completato nell'800 a.C. In esso vengono descritti il "dou" e il "mei" osservati sulla superficie del sole, entrambe parole che si riferiscono al blocco delle sfaccettature. La prima osservazione cosciente delle macchie solari visibili fu registrata dall'astronomo Gander nel 364 d.C. Nel 28 a.C., gli astronomi cinesi iniziarono a registrare regolarmente le osservazioni delle macchie solari nei registri ufficiali. L'antico studioso greco Teofrasto menzionò esplicitamente le macchie solari nel 300 a.C. Successivamente, il monaco inglese John Worcester realizzò la prima documentazione pittorica delle macchie solari nel 1128.
Nel dicembre 1610, l'astronomo inglese Thomas Harriot utilizzò per la prima volta un telescopio per osservare le macchie solari, seguito nel marzo 1611 dagli astronomi frisoni John e David Fabricius Observe and Report.
La scoperta delle macchie solari attirò l'attenzione di molti astronomi, tra cui il famoso John Hevelius, che registrò 19 gruppi di macchie solari durante il minimo di Makeda all'inizio del XVII secolo. All'inizio del XIX secolo, William Herschel fu uno dei primi scienziati a ipotizzare che le macchie solari fossero correlate alla temperatura terrestre, ritenendo che alcune caratteristiche delle macchie solari rappresentassero il riscaldamento della Terra.
Proprietà fisiche delle macchie solari
Le macchie solari hanno due strutture principali: l'area d'ombra centrale e l'area di penombra circostante. L'area d'ombra è la parte più scura della macchia solare, dove il campo magnetico è più forte ed è perpendicolare di quasi 90 gradi alla superficie del sole. L'area di penombra è un'area relativamente luminosa formata da strutture diritte e l'angolo del campo magnetico è maggiore dell'area d'ombra. In un gruppo di macchie solari, possono esserci più regioni d’ombra circondate da un’unica regione di penombra continua.
La temperatura superficiale delle macchie solari è compresa tra circa 3000 e 4500 K, mentre il materiale circostante è circa 5780 K, quindi le macchie solari appaiono particolarmente evidenti sulla superficie del sole.
Una macchia solare isolata apparirà più luminosa della Luna piena, anche se confrontata con la fotosfera circostante. In alcune macchie solari che si formano e decadono possono comparire anche zone relativamente strette di materiale luminoso che penetrano o dividono completamente la zona d'ombra, chiamate ponti di luce. I campi magnetici di questi ponti di luce sono solitamente più deboli e più intensi dei campi magnetici dell'ombra aree della stessa altezza.
Il ciclo vitale delle macchie solari
La comparsa delle macchie solari può durare da pochi giorni ad alcuni mesi, ma la durata delle aree attive ad esse associate va solitamente da poche settimane ad alcuni mesi. Le macchie solari si espandono e si contraggono con il movimento sulla superficie del sole, con un diametro compreso tra 16 chilometri e 160.000 chilometri.
La formazione e la scomparsa delle macchie solari
Sebbene i dettagli su come si formano le macchie solari siano ancora oggetto di ricerca in corso, gli scienziati generalmente concordano sul fatto che si tratta di manifestazioni visibili di tubi di flusso elettromagnetico nella troposfera del Sole che penetrano nella fotosfera nelle regioni attive. Poiché il forte campo magnetico blocca la convezione, ciò riduce il flusso di energia all’interno del Sole, seguito da un calo della temperatura superficiale.
La forma iniziale delle macchie solari è una piccola area scura. Col passare del tempo, aumenteranno di dimensioni e si avvicineranno le une alle altre, formando strutture più complesse.
La durata delle macchie solari varia solitamente da pochi giorni a poche settimane. Le macchie solari possono continuare ad apparire nonostante la forza trainante della pressione magnetica per rimuovere la concentrazione dei campi magnetici. Osservando le onde acustiche del Sole (eloseismologia locale), gli scienziati sono stati in grado di sviluppare immagini delle strutture tridimensionali sotto le macchie solari, identificando forti correnti discendenti sotto ciascuna macchia solare.
Osservazione moderna e applicazione
Le osservazioni delle macchie solari si basano su telescopi solari terrestri e in orbita attorno alla Terra che utilizzano tecniche di filtraggio e proiezione per l'osservazione diretta. Poiché guardare direttamente il sole può causare danni permanenti alla vista umana, gli astrofili generalmente utilizzano filtri protettivi o osservano attraverso immagini proiettate. L'elevata attività delle macchie solari è fonte di entusiasmo nella comunità dei radioamatori perché si traduce in buone condizioni di propagazione ionosferica, con conseguente aumento della portata radio.
Sebbene le macchie solari e altri processi magnetici abbiano un impatto minimo sulla radiazione solare, l'esistenza delle macchie solari gioca ancora un ruolo importante nel trasferimento di energia e quantità di moto nell'atmosfera solare.
Pertanto, lo studio delle macchie solari non è solo una questione di astronomia, ma anche una questione importante legata alle comunicazioni ad alta tecnologia e al cambiamento climatico terrestre. Quindi, man mano che la nostra comprensione delle macchie solari si approfondisce, cambierà la nostra visione del sole e dei suoi effetti?
