Leggende divine del sole

Testo di Giuseppe De Pietro

Opera d’arte di copertina di Angela Nasone

Da sempre il sole e la luna sono stati protagonisti di miti e leggende. Il fascino e il mistero di questi astri hanno portato gli uomini a creare intorno a loro una letteratura popolare – che, anche quando le conoscenze astronomiche ne hanno via via svelate origini e specifiche scientifiche – ha mantenuto alto, come succede tuttora, l’interesse per miti, leggende oltre a ispirare autori e poeti, artisti, che ammaliati dalla eterea bellezza dei due astri, hanno dipinto composizioni e realizzato altre forme d’arte e cultura. 

Il sole è la stella madre del sistema solare , attorno alla quale orbitano gli otto pianeti  principali tra cui la terra, i pianeti nani, i loro satelliti, innumerevoli altricorpi minori e la polvere diffusa per lo spazio , che forma il mezzo planetario. 

L’origine del Sole. Si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa dal collasso di una nube di gas, dovuto probabilmente dall’esplosione di un’antica supernova. La compressione provocata dall’onda d’urto ha aumentato la temperatura e la pressione della nube sempre più, fino a innescare al suo interno reazioni di fusione nucleare che trasformano l’idrogeno in elio.

Il materiale che non è collassato nel neonato Sole si organizzò in un disco orbitante attorno alla stella, chiamato disco protoplanetario. A suon di collisioni, da questo disco si formarono tutti i pianeti e i corpi minori del sistema solare. E’ una stella costituita principalmente da idrogeno ed elio, ha una temperatura superficiale di 5500 °C circa, caratteristica che le conferisce un colore bianco estremamente intenso e cromaticamente freddo che però spesso può apparire giallognolo a causa delladiffusione luminosa nell’atmosfera terrestre, in ragione dell’elevazione dell’astro sull’orizzonte e nondimeno della limpidezza atmosferica. 

Il Sole è l’unica stella la cui forma possa essere apprezzata semplicemente alla vista, grazie al suo diametro angolare, che varia però a seconda del punto in cui la Terra si trova nel corso della sua orbita: raggiunge infatti il valore massimo quando il nostro pianeta si trova al perielio, mentre il valore minimo all’afelio. Simili dimensioni apparenti consentono, previo l’utilizzo di particolare strumentazione ed adeguate protezioni, di osservare i dettagli della superficie della nostra stella allo scopo di rivelare e studiare i fenomeni che la caratterizzano.

A occhio nudo è possibile distinguere il disco solare al tramonto o in presenza di nebbia e nubi, quando l’intensità luminosa è sensibilmente minore. Tali osservazioni permettono, seppure in rare circostanze, di osservare delle macchie solari particolarmente estese. Utilizzando poi un modesto telescopio, dotato di un adeguato filtro o utilizzato in modo da proiettare l’immagine della stella su uno schermo bianco, è possibile osservare agevolmente le macchie solari e i brillamenti. Tuttavia, a causa dei rischi a cui è soggetta la retina dell’occhio, l’osservazione del Sole senza le giuste protezioni è dannosa alla vista: infatti, la forte radiazione può provocare la morte di parte delle cellule della retina, deputate alla visione, oppure la degenerazione di alcune strutture oculari, come il cristallino.

Andiamo a scoprire i segreti del Sole come produce luce ed energia, come è nato, come morirà e come la sua attività influenza la Terra, nel bene e nel male. È la stella più vicina alla Terra, il motore di tutta la meteorologia terrestre, influenza il clima, rende possibili le stagioni, permette la fotosintesi, sta alla base di ogni ecosistema terrestre, ci dona luce, calore ed energia. Stiamo parlando del Sole, naturalmente! Composto per il 75% circa in massa da idrogeno, il Sole è una stella classificata come nana gialla e la sua massa è così grande da corrispondere al 99,86% di quella dell’intero Sistema Solare! Andiamo quindi a vedere le caratteristiche di questa stella, la sua storia e il suo “funzionamento”.

Il Sole è una stella abbastanza periferica nella Via Lattea, si trova più o meno a metà, a circa 27.000 anni luce dal centro galattico. Come tutte le altre stelle della Via Lattea, il Sole partecipa alla rotazione della galassia. Per compiere un giro completo impiega circa 230 milioni di anni, tempo che gli astronomi chiamano anno galattico. Ciascun granulo dura circa 8 minuti per poi scomparire, ma se ne formano continuamente di nuovi. Sono il risultato di moti convettivi che avvengono sotto la fotosfera: il plasma caldo sale in superficie e poi ridiscende. È esattamente quello che accade all’acqua che bolle in una pentola!

Per essere definito “stella”, un corpo celeste deve avere al suo interno reazioni di fusione termonucleare che convertono l’idrogeno in elio. Queste reazioni avvengono quando due nuclei atomici hanno abbastanza energia per collidere e fondersi in un nucleo più grande. Nel Sole, per esempio, quattro nuclei di idrogeno (cioè protoni) sono coinvolti in una serie di reazioni che hanno come risultato finale un nucleo di elio. La superficie del Sole essendo composto di plasma, non ha una superficie solida. La superficie che noi vediamo prende il nome di fotosfera, uno strato molto sottile, circa 500 km da cui proviene la maggior parte della radiazione che riceviamo dal sole.

Questa energia viene liberata sotto forma di fotoni, cioè luce. Quando i fotoni vengono prodotti sono altamente energetici, ma a furia di “rimbalzare” all’interno del Sole perdono energia fino a rientrare nello spettro della luce visibile, cioè quella che i nostri occhi possono vedere. Insomma, l’energia che il Sole ci manda era prima contenuta nei suoi protoni! La loro abbondanza non è costante nel corso del tempo, ma cresce e diminuisce secondo un ciclo che dura circa 11 anni e prende il nome di ciclo solare. Il Sole è più attivo quando ha tante macchie solari e raggiunge il suo minimo di attività quando le macchie scompaiono. Nel dicembre del 2019 è iniziato ufficialmente il 25° ciclo solare da quando l’attività del Sole viene registrata.

Dal momento della sua nascita, il Sole ha continuato a fondere idrogeno in elio. Quando l’idrogeno a disposizione nel nucleo terminerà, tra circa 4,5 miliardi di anni, il Sole diventerà una gigante rossa, in cui l’elio si fonde per formare carbonio. Il suo raggio aumenterà di oltre 200 volte: Mercurio, Venere e probabilmente anche la Terra verranno inghiottiti.

Durante la fase di gigante rossa, il Sole perderà gradualmente i suoi strati più esterni, esponendo infine il suo nucleo di carbonio e ossigeno, caldissimo e inerte. A quel punto il Sole sarà diventato una nana bianca e avrà un raggio di circa 7000 km, come la Terra. Per circa 10.000 anni la radiazione emessa dalla nana bianca illuminerà gli strati esterni precedentemente espulsi durante la fase di gigante rossa, andando così a creare una nebulosa planetaria.

Altri fenomeni legati all’attività solare sono i brillamenti (eruzioni di materia nella fotosfera dovuti all’interazione del plasma con il campo magnetico del Sole) o le espulsioni di massa coronale (getti di materia che avvengono nella parte più esterna dell’atmosfera del Sole, la cosiddetta corona).

Brillamento solare, questi fenomeni possono avere un’influenza anche importante qui sulla Terra. Quando il materiale eruttato dal Sole raggiunge la Terra si può avere una tempesta geomagnetica, cioè un disturbo temporaneo (1-2 giorni) nella magnetosfera terrestre. Si possono formare aurore polari molto intense o visibili anche a basse latitudini, disturbi alle telecomunicazioni e addirittura black-out.

La più intensa tempesta geomagnetica mai registrata avvenne nel settembre del 1859. Le reti telegrafiche smisero di funzionare e si osservarono aurore anche alle nostre latitudini, eventi, per quanto rari, possono provocare danni ingentissimi alla nostra società. Perderemmo completamente le comunicazioni radio, innumerevoli satelliti, compromettendo seriamente servizi come Internet, il GPS e i sistemi di transizione del denaro, per non parlare della rete elettrica.

Al momento, però, non abbiamo abbastanza conoscenze per poter prevedere le tempeste solari. Per questo motivo è di fondamentale importanza migliorare la nostra conoscenza della meteorologia solare.