Il ciclo solare

Il Sole è il posto peggiore del sistema solare quando si tratta di tempeste. Dopo tutto, il nostro Sole è un’enorme bomba nucleare!

Il ciclo solare

Molto della natura tempestosa del Sole deriva dal suo nucleo. Nel suo nucleo c’è un gas denso e carico elettricamente. Il gas elettricamente carico è una forma speciale di materia chiamata plasma. Questo plasma ribollente genera il potente campo magnetico del Sole. Come il campo magnetico terrestre, il campo magnetico del Sole ha un polo nord e un polo sud. Sul Sole, però, i campi magnetici sono molto più disordinati e disorganizzati che sulla Terra.

Circa ogni 11 anni, il campo magnetico del Sole fa un salto mortale. In altre parole, il polo nord diventa il polo sud, e viceversa.

Questo capovolgimento è un aspetto del ciclo di attività di circa 11 anni che il Sole sperimenta mentre il suo campo magnetico si evolve lentamente nel tempo. Con il progredire del ciclo, il comportamento tempestoso del Sole raggiunge un massimo, ed è allora che il campo magnetico si inverte. Poi il Sole si assesta di nuovo al minimo, solo per iniziare un altro ciclo.

Evoluzione del Sole in luce ultravioletta estrema dal 2010 al 2020, come visto dal telescopio a bordo della sonda europea PROBA2. Credit: Dan Seaton/European Space Agency (Collage by NOAA/JPL-Caltech)

Le macchie solari

Le macchie solari sono aree di forze magnetiche particolarmente forti sulla superficie del Sole. Appaiono più scure dei loro dintorni perché sono più fredde. Anche così, gli scienziati hanno scoperto che quando ci sono molte macchie solari, il Sole sta effettivamente emettendo PIÙ energia di quando ci sono meno macchie. Durante il massimo solare, ci sono più macchie solari, e durante il minimo solare, il minor numero.

Attraverso filtri speciali, le macchie solari possono apparire come l’immagine a sinistra. I gruppi di macchie solari sono grandi quanto il pianeta gigante Giove! Sulla destra c’è un primo piano di alcune altre macchie solari. La macchia solare più grande sulla destra è più grande della Terra! Credit: SOHO (NASA & ESA) e Accademia Reale Svedese delle Scienze

Fiamme solari

Le eruzioni solari avvengono a causa dei campi magnetici in costante movimento nell’atmosfera del Sole. Quando il Sole si avvicina al massimo solare (la parte più attiva del suo ciclo di 11 anni), i suoi campi magnetici diventano sempre più complessi. I campi magnetici girano intorno, e si incrociano l’un l’altro, tagliandosi l’un l’altro, e ricollegandosi.

Avrete probabilmente visto cosa succede quando si sparge della limatura di ferro su una barra magnetica. La limatura di ferro si allinea lungo le linee di forza magnetiche.

Analogamente, il plasma caldo sulla superficie del Sole è in balia delle linee di forza magnetiche. A volte il plasma viene disconnesso dai campi magnetici quando i campi interagiscono tra loro. Allora le particelle nel plasma caldo e carico possono essere accelerate a grande velocità e inviare potenti radiazioni nello spazio. Questo è un flare solare.

La frequenza dei flare solari coincide con il ciclo di 11 anni del Sole. Quando il ciclo solare è al minimo, le regioni attive sono piccole e rare e vengono rilevati pochi brillamenti solari. Questi aumentano di numero quando il Sole si avvicina alla parte massima del suo ciclo.

Eiettazioni di massa coronale

A volte, il Sole butta fuori enormi quantità di materia. Questi eventi sono chiamati espulsioni di massa coronale, o CME. Una CME può rilasciare fino a 20 miliardi di tonnellate di questo materiale. Se questo materiale fosse roccia, farebbe una montagna di circa 2,75 miglia di diametro e quasi mezzo miglio di altezza!

Il materiale espulso può viaggiare a un milione o più di miglia all’ora (500 km/secondo). Le eruzioni solari e le CME sono le “esplosioni” più grandi e violente del nostro sistema solare, che rilasciano la potenza di circa un miliardo di bombe all’idrogeno!

Le CME veloci si verificano più spesso vicino al picco del ciclo solare di 11 anni, e possono innescare grandi disturbi nella magnetosfera della Terra. Il Sole può espellere materia in qualsiasi direzione, quindi solo alcune delle CME incontreranno effettivamente la Terra.

L’adorabile tempo spaziale

Quando la Terra si trova sul percorso di una CME, abbiamo il “tempo spaziale”. L’unico effetto piacevole è l’aurora boreale e l’aurora australe intorno ai poli magnetici. Si verificano quando le particelle solari cariche seguono le linee di forza magnetiche della Terra fino all’atmosfera ai poli. Le particelle fanno sì che i gas nell’aria brillino e si muovano come colorati drappeggi di luce.

Maltempo spaziale

Ma il tempo spaziale può anche causare molti danni alle nostre tecnologie. I sistemi elettrici a terra possono essere danneggiati. Gli astronauti nella Stazione Spaziale Internazionale possono essere feriti. I jet che sorvolano i poli possono esporre i passeggeri e gli equipaggi a dosi significative di radiazioni. I satelliti in orbita attorno alla Terra possono essere disabilitati.

Per proteggere le nostre tecnologie, i viaggiatori d’alta quota e gli astronauti, abbiamo bisogno di essere avvisati quando il maltempo spaziale è in arrivo. Per fortuna, abbiamo satelliti, come i satelliti operativi geostazionari ambientali (GOES) della NOAA, che tengono d’occhio il Sole e ci avvertono delle sue violente esplosioni.

Queste immagini del sole sono state catturate nello stesso momento il 29 gennaio 2017 dai sei canali dello strumento SUVI a bordo di GOES-16. Ogni canale osserva il sole a una diversa lunghezza d’onda, permettendo agli scienziati di rilevare una vasta gamma di fenomeni solari importanti per le previsioni meteorologiche spaziali.

Ora, gioca a “Shields Up!” Proteggi i satelliti della Terra dalle eruzioni solari e dalle CME.