Il ciclo solare: sintomi e cause

Anche il Sole ha i suoi alti e bassi: la nostra stella passa infatti ogni undici anni circa da una stato tranquillo a uno molto più turbolento, in cui aumenta la sua attività di esplosioni ed eruzioni.
Questa scansione periodica prende il nome di ciclo solare e la sua comprensione è uno dei problemi più antichi non solo della fisica solare ma dell’astronomia in generale.
Se oggi ci interessa prevedere l’andamento del ciclo solare anche per salvaguardare le tecnologie umane sensibili a tale attività, è in realtà da molto tempo che si è cominciato a osservare uno dei segni più distintivi di questo fenomeno.
Stiamo parlando delle macchie solari, chiamate in inglese sunspot, che ci permettono di seguire l’evoluzione del ciclo solare. Le macchie solari si possono osservare come zone più scure sul Sole e risultano la principale fonte di eruzioni solari.
Appaiono e scompaiono sulla superficie solare e le vediamo scure perché sono un po’ più fredde delle zone circostanti, un po’ come fossero ombre in mezzo a una piena luce.
La prima registrazione nota di macchie solari risale addirittura a mille anni fa, in Cina, e ancora oggi vengono disegnate manualmente le conformazioni giornaliere osservate con telescopi solari.
Le osservazioni di routine iniziarono nel diciassettesimo secolo, dopo l’invenzione del telescopio, e la registrazione lungo un periodo di tempo così lungo dell’andamento delle macchie ha consentito agli scienziati di analizzare il comportamento del Sole su molti cicli solari.
Si è così scoperto che il numero di macchie solari sale da zero fino a un determinato picco, per poi tornare a zero ogni undici anni circa. Questi sono gli estremi che indicano l’inizio e la fine di un ciclo solare.
Il periodo di massima attività può variare notevolmente da ciclo a ciclo e si è constatato che più macchie solari ci sono, maggiore è la frequenza delle tempeste solari, e quindi la comparsa sulla Terra di fenomeni come le aurore polari.
Un altro indicatore del ciclo solare è la posizione delle macchie solari. All'inizio di ogni ciclo, le macchie compaiono alle latitudini intermedie della stella. Inoltre, durano poco, anche solo poche ore. In quello che viene definito come minimo solare, si succedono spesso giorni senza macchie.
Man mano che il Sole diventa più attivo, le macchie solari si formano sempre più in prossimità dell’equatore, e vi possono rimanere visibili per settimane o mesi. Questa distribuzione fornisce un indizio importante su ciò che sta alla base della comparsa delle macchie solari: la torsione del campo magnetico del Sole.
Come la Terra, il Sole ha un campo magnetico con un polo nord e uno sud. Ma, a differenza di quello terrestre, il campo magnetico solare si sviluppa in modo estremamente complesso. Questo perché il Sole è fatto di plasma, un gas caldissimo carico che genera correnti elettriche.
Mentre il Sole ruota, il plasma attorno all'equatore si muove più velocemente che vicino ai poli, provocando lo stiramento e la torsione dei campi magnetici. Si creano quindi come dei nodi magnetici che, attraversando la superficie solare, danno origine alle zone più fredde.
Man mano che il ciclo solare si sviluppa, compaiono sempre più macchie solari e il campo magnetico si aggroviglia ancora di più, finché, al culmine del ciclo, il campo magnetico del Sole si ribalta: il polo nord passa a sud e viceversa.
A questo punto il fenomeno decelera fino a toccare un minimo, da cui inizierà il ciclo successivo. Ci sono poi altre caratteristiche delle macchie solari che gli scienziati hanno imparato a conoscere grazie all’avvento delle analisi con i satelliti. Ad esempio, la comparsa di nuove macchie solari con polarità opposte a quelle precedenti.
In effetti, si può dire che il Sole è entrato pienamente nel nuovo ciclo solo quando il numero di nuove macchie solari supera quelle vecchie, il che può succedere in un periodo compreso tra sei mesi e un anno dopo le prime avvisaglie.
Una previsione sull’intensità del nuovo ciclo solare può essere fatta considerando le forze magnetiche che si sono accumulate ai poli durante il minimo solare: se sono intense, allora il ciclo sarà esuberante, altrimenti più moscio.
Nonostante tutti questi indicatori, le previsioni sull’attività solare sono ancora difficili. Grazie ai satelliti abbiamo un’analisi dettagliata degli ultimi quattro cicli solari, ma mancano ancora diversi ingranaggi di conoscenza per svelare completamente il complesso meccanismo che regola questa stupefacente sorta di orologio magnetico.
Servizio di Stefano Parisini
Crediti video: Nasa Goddard Space Flight Center (svs.gsfc.nasa.gov/13715)
Musica CC-BY 4.0: “Mana Two Part 2” by Kevin MacLeod (incompetech.com)
Video realizzato nell'ambito del progetto #sorvegliatispaziali finanziato da Inaf, l'Istituto nazionale di astrofisica. #spaceweather #sunspots
---
MediaInaf Tv è il canale RUclips di Media Inaf (www.media.inaf.it/)

[@selina0674]

Grazie Stefano, impeccabile come sempre. E intanto la Cina ha ottenuto un altro strepitoso successo e un primato scientifico 🤩

[@stefanocicala5886]

Siete magnifici.... come la bellissima nostra stella. Grazie tante per questo bellissimo video !

[@LoZiorso]

bene bravi bel video grazie