Il Sole

Il cosmo affascina gli uomini da sempre: l'osservatore primitivo immaginava di essere al centro delll'intero universo, e cercava di capire la natura dei corpi celesti come il Sole, la Luna ed i milioni di stelle che punteggiano il cielo di notte, studiandone il movimento apparente ed i fenomeni di eclissi che si verificavano, lasciando sgomente dalla paura le popolazioni di tutto il pianeta.

Oggi noi sappiamo che il Sole è in realtà una stella come tante altre; la Terra, insieme agli altri pianeti, è un suo satellite che gli ruota attorno legato dalla forza di gravità, onnipresente nel cosmo. I milioni di stelle che punteggiano il cielo sono esterne al sistema solare, così incredibilmente lontane che la loro luce, pur viaggiando a 300.000 km/s, impiega da qualche anno fino a qualche miliardo d'anni per raggiungerci.

La distanza fra la Terra e il Sole è invece di "soli" 150 milioni di km, e la luce del Sole impiega 8 minuti per raggiungere il nostro pianeta : se per assurdo la nostra stella si "spegnesse" improvvisamente, ce ne accorgeremo solo dopo questo intervallo di tempo. La vita sulla Terra è possibile grazie al Sole : il suo calore fa evaporare l'acqua superficiale degli oceani, che può così innescare il ciclo dell'acqua. Dalla sua luce dipende la sintesi clorofilliana delle piante, che producono ossigeno, grazie al quale anche l'uomo può vivere. Si comprende bene come senza il Sole sulla Terra la vita non sarebbe comparsa 4 miliardi di anni fa, per giungere alle forme che conosciamo oggi. Il diametro della nostra stella è di quasi 1.400.000 km: se riducessimo il Sole ad una sfera di un metro di diametro, la Terra verrebbe rimpicciolita fino ad assumere le dimensioni di una biglia di vetro! Il nostro pianeta ruoterebbe attorno al Sole ad una distanza, sempre nel nostro modello, di 150 metri.

Il Sole cominciò a risplendere di luce propria circa 5 miliardi di anni fa: si originò da una immensa nube di gas e polvere che lentamente condensò su se stessa. Il 99% di quella materia primeva formò la nostra stella, mentre quel poco che rimaneva permise la formazione dei pianeti e dei loro satelliti. Il Sole è formato principalmente da gas idrogeno ed elio: nel nucleo della nostra stella, dove si raggiungono temperature di 15 milioni di gradi, l'idrogeno, attraverso il processo della fusione nucleare (che è diverso dalla fissione nucleare che si ottiene nelle centrali nucleari sulla Terra), forma elio, liberando un'enorme quantità di energia. Pensate che ogni secondo, nel centro del Sole, qualcosa come 4 milioni di tonnellate di idrogeno si trasformano in elio! E questo da circa 5 miliardi di anni, e per almeno altri 5 miliardi di anni nel futuro.

Nonostante queste "prestazioni" che possono apparire stupefacenti, il Sole è classificato dagli astronomi come una stella "nana", per distinguerla dalle stelle giganti, molto numerose nella nostra e nelle altre galassie, stelle che possono essere milioni di volte più luminose e con diametri anche di centinaia di milioni di chilometri. Il fatto di essere una stella piccola, comporta però anche dei vantaggi: il Sole vivrà molto più a lungo delle stelle giganti; 10 miliardi di anni contro poche decine di milioni. Questo perchè la nostra stella brucia il combustibile nucleare (il gas idrogeno) più lentamente di quanto facciano le stelle giganti.

La struttura del Sole

L'enorme quantità di energia prodotta dalla fusione nucleare arriva alla superficie del Sole, chiamata fotosfera (sfera di luce): la temperatura del gas nel frattempo è scesa a "soli" 6000 gradi. La radiazione che esce non è solamente luce, ma anche raggi infrarossi ed ultravioletti, e raggi X, che per nostra fortuna vengono intercettati dalla atmosfera terrestre che impedisce loro di raggiungere la superficie del nostro pianeta, con esiti letali per l'uomo e le specie viventi.

Se osserviamo il Sole con un telescopio ad alti ingrandimenti in giornate di calma atmosferica (ma ATTENZIONE, occorre usare anche un apposito filtro che ne riduca l'intensità luminosa, altrimenti si rischia di riportare seri danni alla vista), la fotosfera ci appare di aspetto granuloso, interrotto qua e là da macchie scure, nerissime: sono le famose macchie solari. Furono scoperte con il telescopio già da Galileo 4 secoli orsono, ed osservate ad occhio nudo in rare occasione anche dai cinesi più di duemila anni fa, ma solo nel nostro secolo si comprese la loro natura. Le macchie solari sono originate dal campo magnetico del Sole, ed hanno un colore nero perché sono circa 2000 gradi più fredde della fotosfera circostante, cosicchè per contrasto appaiono scure. Inoltre esse appaiono sulla superficie solare seguendo un ciclo regolare di 11 anni: al massimo del ciclo (l'ultimo si è verificato nel 1989) se ne possono osservare diverse decine, in casi eccezionali anche ad occhio nudo, mentre nei periodi di minimo (come durante quest'anno), ci sono intere settimane senza nemmeno una macchia. Questo famoso ciclo fu scoperto nel diciotessimo secolo da un astrofilo svizzero, che avendo la costanza di osservare il Sole per molti anni si accorse di questa regolarità nell'apparire e scomparire delle macchie, che prese il nome di ciclo undecennale.

L'aspetto granuloso che abbiamo appena visto caratterizzare la fotosfera ha una spiegazione abbastanza semplice: le reazioni nucleari che forniscono l'energia sprigionata dalle stelle avvengono nelle zone centrali (il cosidetto nucleo), che sono quindi anche le più calde, mentre la materia nelle zone più esterne è "fredda" (i 6000 gradi della fotosfera). In questo modo si origina un movimento di materia, che è lo stesso di quello dell'aria sulla superficie della Terra: il gas caldo, dal centro del Sole sale fino alla fotosfera, raffreddandosi. Di qui comincia a scendere nuovamente nelle zone centrali aumentando la propria temperatura: si stabilisce così un movimento ciclico di materia che sale e scende in continuazione, dando origine a dei vortici che possiamo osservare sulla fotosfera solare come dei grani.

La fotosfera solare è avvolta dalla cromosfera (sfera di colore) che da appunto il classico colore giallo al Sole: l'aspetto più spettacolare della cromosfera sono le protuberanze, dei giganteschi getti di materia gassosa che si estendono per decine di migliaia di chilometri al di sopra della superficie. La cromosfera è a sua volta circondata dalla corona solare, che ha una temperatura di diversi milioni di gradi: durante un eclisse solare è proprio la corona a rendersi visibile attorno al disco nero della Luna che eclissa la nostra stella,con numerosi pennacchi ed una struttura a raggiera assai evidente. La corona è maggiormente estesa negli anni intorno al massimo del ciclo delle macchie solari, come fu per l'eclisse in Messico del 1991, mentre ha un'estensione minore nel periodo di minimo.

L'osservazione del Sole

Il Sole, essendo la stella più vicina a noi, ci appare anche luminosissima: in realtà, se fosse posta ad una distanza paragonabile a quella delle altre stelle, sarebbe un altro puntino poco appariscente nel cielo. Pensate che se il Sole fosse posto a 30 anni luce di dalla Terra (30 anni luce sono 130.000 miliardi di chilometri), una distanza ancora molto piccola rispetto ai miliardi di anni luce che caratterizzano l'Universo, esso sarebbe appena visibile ad occhio nudo. Potremmo distinguerlo dalla città solamente nelle notti più limpide.

Osservare il Sole richiede molte più precauzioni che guardare i pianeti o le galassie attraverso il telescopio: la grande luce proveniente dalla nostra stella rischia di danneggiare seriamente la nostra vista se non viene filtrata. Ad occhio nudo si può osservare il Sole in modo sicuro con un vetrino affumicato o meglio con uno schermo da saldatore: sarà bene comunque non prolungare troppo la visione per non affaticare gli occhi. In questo modo si potrà osservare qualche macchia particolarmente grande nei periodi di massimo dell'attività: l'ultima visibile fu nel marzo 1990. Il prossimo massimo è previsto per il 2001: un po' di pazienza quindi!

Con un binocolo si possono osservare invece anche le macchie più piccole: occorre puntare il binocolo in direzione del Sole, e proiettare la sua immagine (ce ne saranno in realtà due, una per ogni lente dello strumento) su di un foglio bianco ad un metro o più di distanza. Una volta raggiunta la messa a fuoco, si potranno osservare le macchie e seguire il loro movimento sulla superficie solare durante il mese (occorre ricordare che in realtà le macchie sono ferme, è il Sole che ruota su stesso, con un periodi di 27 giorni). Non bisognerà MAI guardare direttamente il Sole con il binocolo senza degli appositi filtri che si possono comperare presso ditte specializzate in materiale astronomico.

L'osservazione al telescopio permetterà di vedere moltissimi particolari in più: anche in questo caso sarà però necessario un apposito filtro, dello stesso tipo utilizzato per i binocoli. Con il telescopio, ad elevati ingrandimenti, si potranno osservare le macchie, strutturate in ombra (più scura) e penombra che la circonda, la struttura a grani della fotosfera, nonché, con filtri appositi (e molto costosi) anche le protuberanze e la corona solare.

Un fenomeno visibile invece anche ad occhio nudo, con le solite precauzioni, è l'eclisse solare: ricordiamo che in Italia sarà visibile nell'ottobre 1996 un'eclisse parziale, mentre nel 1999 ce ne sarà una totale nella vicina Austria.