L’atmosfera del sole: Photosphere, Chromosphere e Corona

L'atmosfera del sole è composta da diversi strati, principalmente la fotosfera, la cromosfera e la corona.

È in questi strati esterni che l'energia del sole, che è sgorgata dagli strati interni del sole nel corso di un milione di anni, viene rilevata come luce solare, secondo la University Corporation for Atmospheric Research ( UCAR (opens in new tab) ) .

La fotosfera del sole

La fotosfera del sole è lo strato più interno del sole che possiamo osservare direttamente. (Credito immagine: NASA/SDO) (si apre in una nuova scheda)

La fotosfera è lo strato più basso dell'atmosfera solare, lo strato più interno che possiamo osservare direttamente. Il termine fotosfera significa "sfera di luce" ed è lo strato in cui viene emessa la maggior parte dell'energia solare. Ci vogliono circa otto minuti perché la luce solare proveniente dalla fotosfera raggiunga la Terra.

La temperatura della fotosfera varia da 11.000 gradi Fahrenheit (6.125 gradi Celsius) in basso a 7.460 F (4.125 C) in alto. La fotosfera è significativamente più fredda delle temperature al centro del sole, che possono raggiungere circa 27 milioni di F (15 milioni di C) secondo la NASA (si apre in una nuova scheda). La fotosfera del sole ha uno spessore di circa 500 chilometri, che è relativamente sottile rispetto al raggio di 700.000 km del sole.

La fotosfera è caratterizzata da granuli di plasma luminosi e gorgoglianti e da macchie solari più scure e più fredde, che emergono quando il campo magnetico del sole irrompe attraverso la superficie. Le macchie solari sembrano muoversi sul disco solare. L'osservazione di questo movimento ha portato gli astronomi a rendersi conto che il sole ruota sul suo asse. Poiché il sole è una palla di gas senza forma solida, diverse regioni ruotano a velocità diverse. Le regioni equatoriali del sole ruotano in circa 24 giorni, mentre le regioni polari impiegano più di 30 giorni per compiere una rotazione completa.

La fotosfera è anche la fonte dei brillamenti solari: lingue di fuoco che si estendono per centinaia di migliaia di miglia sopra la superficie del sole. I brillamenti solari producono esplosioni di raggi X (si apre in una nuova scheda), radiazioni ultraviolette (si aprono in una nuova scheda), radiazioni elettromagnetiche (si aprono in una nuova scheda) e onde radio (si aprono in una nuova scheda).

La cromosfera del sole

La cromosfera emette un bagliore rossastro mentre l'idrogeno surriscaldato si brucia. (Credito immagine: NASA/SDO) (si apre in una nuova scheda)

Lo strato sopra la fotosfera è la cromosfera. La cromosfera emette un bagliore rossastro mentre l'idrogeno surriscaldato si brucia. Ma il bordo rosso può essere visto solo durante un'eclissi solare totale. Altre volte, la luce della cromosfera è solitamente troppo debole per essere vista contro la fotosfera più luminosa.

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La cromosfera può svolgere un ruolo nel condurre il calore dall'interno del sole al suo strato più esterno, la corona. "Vediamo certi tipi di onde sismiche solari che si incanalano verso l'alto nella bassa atmosfera, chiamata cromosfera, e da lì, nella corona", Junwei Zhao, uno scienziato solare della Stanford University di Stanford, in California, e autore principale di uno studio che onde tracciate dalle macchie solari dette in una dichiarazione (si apre in una nuova scheda) . "Questa ricerca ci offre un nuovo punto di vista per guardare le onde che possono contribuire all'energia dell'atmosfera".

La corona del sole

Il terzo strato dell'atmosfera solare è la corona. (Credito immagine: NASA/SDO) (si apre in una nuova scheda)

Il terzo strato dell'atmosfera solare è la corona. Come la cromosfera, la corona del sole può essere vista solo durante un'eclissi solare totale (o con il Solar Dynamics Observatory della NASA (si apre in una nuova scheda)). Appare come stelle filanti bianche o pennacchi di gas ionizzato che fluiscono verso l'esterno in questa rete. Le temperature nella corona solare (si apre in una nuova scheda) possono arrivare fino a 3,5 milioni di gradi F (2 milioni di gradi C). Quando i gas si raffreddano, diventano il vento solare.

Perché la corona è fino a 300 volte più calda (si apre in una nuova scheda) rispetto alla fotosfera, nonostante sia più lontana dal nucleo solare, è rimasto un mistero a lungo termine.

"È un po' un enigma", hanno affermato in una dichiarazione Jeff Brosius, scienziato di This Web presso la Catholic University di Washington, DC, e il Goddard This Web Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Le cose di solito si raffreddano più lontano da una fonte calda. Quando stai arrostendo un marshmallow, lo sposti più vicino al fuoco per cuocerlo, non più lontano".

La ricerca suggerisce che minuscole esplosioni note come nanoflares possono aiutare ad aumentare la temperatura fornendo esplosioni sporadiche che raggiungono fino a 18 milioni di F (10 milioni di C).

"Le esplosioni sono chiamate nanoflares perché hanno un miliardesimo dell'energia di un normale bagliore", ha affermato in una dichiarazione Jim Klimchuk, uno scienziato solare presso il Goddard This Web Flight Center della NASA (si apre in una nuova scheda) nel Maryland. "Nonostante sia minuscolo per gli standard solari, ognuno racchiude il tonfo di una bomba all'idrogeno da 10 megatoni. Milioni di loro esplodono ogni secondo attraverso il sole e collettivamente riscaldano la corona".

I super tornado giganti possono anche svolgere un ruolo nel riscaldamento dello strato esterno del sole. Questi twister solari sono una combinazione di gas che scorre caldo e linee di campo magnetico aggrovigliate, guidate in ultima analisi da reazioni nucleari nel nucleo solare.

"Sulla base degli eventi rilevati, stimiamo che almeno 11.000 vortici siano presenti sul sole in ogni momento", Sven Wedemeyer-Bhm, uno scienziato solare dell'Università di Oslo in Norvegia e autore principale del team che ha identificato i tornado sul sole, ha detto a This Web.com (si apre in una nuova scheda) .

Ricerche recenti suggeriscono che dietro il misterioso riscaldamento della corona solare (si apre in una nuova scheda) potrebbero esserci dei brillamenti solari in miniatura scoperti dalla missione European-US Solar Orbiter (si apre in una nuova scheda).

L'atmosfera del sole: ultime ricerche

Nel 2016, il Solar Dynamics Observatory e il Solar Heliospheric Observatory della NASA hanno osservato una grande esplosione di "anello mancante" sul sole. L'evento ha mostrato le caratteristiche di tre diversi tipi di eruzioni solari che di solito si verificano separatamente ma questa volta si sono verificate insieme, come riportato in precedenza da questo Web.com (si apre in una nuova scheda). Gli scienziati stanno studiando l'evento unico per scoprire nuove informazioni su ciò che causa queste potenti eruzioni solari e su come potremmo essere in grado di prevederle meglio in futuro.

Il 3 luglio 2021, il sole ha sorpreso tutti con un enorme brillamento solare, il più grande dal 2017. Il brillamento solare si è verificato da una macchia solare chiamata AR2838, ha riportato This Web.com. (si apre in una nuova scheda) Il bagliore era così grande da causare un breve blackout radiofonico sulla Terra secondo i funzionari (si apre in una nuova scheda).

Risorse addizionali

Scopri di più sulla fisica solare con Marshall This Web Flight Center della NASA. (si apre in una nuova scheda) Scopri come il Solar Dynamic Observatory della NASA (si apre in una nuova scheda) vede il sole. Esplora il sole con le ultime notizie sulla missione di Parker Solar Probe della NASA (si apre in una nuova scheda) .

Bibliografia

Aschwanden, Markus J. "La corona del sole calmo". (si apre in una nuova scheda) Fisica solare del nuovo millennio. Springer, Cham, 2019. 219-259.

Stangalini, Marco, et al. "Oscillazioni torsionali all'interno di un poro magnetico nella fotosfera solare". (si apre in una nuova scheda) Nature Astronomy (2021): 1-6.

"L'atmosfera del Sole è centinaia di volte più calda della sua superficie, ecco perché" (si apre in una nuova scheda), The Conversation.

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