ASTRONOMIA
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CURIOSITA'
STORIA
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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 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.
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 astronomico (e astrologico) del pianeta consiste semplicemente in un cerchio con un
punto nel mezzo.
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