Sole della Terra: fatti sull’età, Dimensioni e storia del Sole
Il sole si trova nel cuore del sistema solare, dove è di gran lunga l’oggetto più grande. Esso detiene il 99,8 per cento della massa del sistema solare ed è circa 109 volte il diametro della Terra-circa un milione di terre potrebbe adattarsi all ” interno del sole.,
La parte visibile del sole è di circa 10.000 gradi Fahrenheit (5.500 gradi Celsius), mentre le temperature nel nucleo raggiungono più di 27 milioni di F (15 milioni di C), guidate da reazioni nucleari. Uno avrebbe bisogno di esplodere 100 miliardi di tonnellate di dinamite ogni secondo per abbinare l’energia prodotta dal sole, secondo la NASA.
Il sole è una delle oltre 100 miliardi di stelle della Via Lattea. Orbita a circa 25.000 anni luce dal nucleo galattico, completando una rivoluzione una volta ogni 250 milioni di anni circa., Il sole è relativamente giovane, parte di una generazione di stelle conosciute come Popolazione I, che sono relativamente ricche di elementi più pesanti dell’elio. Una vecchia generazione di stelle è chiamata Popolazione II, e una precedente generazione di Popolazione III potrebbe essere esistita, anche se non sono ancora noti membri di questa generazione.
Formazione& evoluzione
Il sole è nato circa 4,6 miliardi di anni fa. Molti scienziati pensano che il sole e il resto del sistema solare si siano formati da una gigantesca nube rotante di gas e polvere nota come nebulosa solare., Quando la nebulosa collassò a causa della sua gravità, filò più velocemente e si appiattì in un disco. La maggior parte del materiale è stato tirato verso il centro per formare il sole.
Il sole ha abbastanza combustibile nucleare per rimanere così com’è ora per altri 5 miliardi di anni. Dopo di ciò, si gonfierà per diventare un gigante rosso. Alla fine, verserà i suoi strati esterni e il nucleo rimanente collasserà per diventare una nana bianca. Lentamente, questo svanirà, per entrare nella sua fase finale come un debole, fresco oggetto teorico a volte noto come una nana nera.,
Struttura interna e atmosfera
Il sole e la sua atmosfera sono divisi in diverse zone e strati. L’interno solare, dall’interno verso l’esterno, è costituito dal nucleo, dalla zona radiativa e dalla zona convettiva., L’atmosfera solare sopra che consiste della fotosfera, cromosfera, una regione di transizione e la corona. Oltre a questo è il vento solare, un deflusso di gas dalla corona.
Il nucleo si estende dal centro del sole a circa un quarto della sua superficie. Anche se costituisce solo circa 2 per cento del volume del sole, è quasi 15 volte la densità di piombo e detiene quasi la metà della massa del sole. La prossima è la zona radiativa, che si estende dal nucleo a 70 per cento del modo per la superficie del sole, che costituiscono 32 per cento del volume del sole e 48 per cento della sua massa., La luce dal nucleo viene sparsa in questa zona, in modo che un singolo fotone spesso può richiedere un milione di anni per passare attraverso.
La zona di convezione raggiunge la superficie del sole e costituisce il 66% del volume del sole, ma solo poco più del 2% della sua massa. Roiling “celle di convezione” di gas dominano questa zona. Esistono due tipi principali di celle di convezione solare: celle di granulazione di circa 600 miglia (1.000 chilometri) di larghezza e celle di supergranulazione di circa 20.000 miglia (30.000 km) di diametro.,
La fotosfera è lo strato più basso dell”atmosfera del sole, ed emette la luce che vediamo. Si tratta di circa 300 miglia (500 km) di spessore, anche se la maggior parte della luce proviene dal suo terzo più basso. Le temperature nella fotosfera vanno da 11.000 F (6.125 C) in basso a 7.460 F (4.125 C) in alto. Il prossimo è la cromosfera, che è più calda, fino a 35.500 F (19.725 C), ed è apparentemente composta interamente da strutture appuntite note come spicole in genere a circa 600 miglia (1.000 km) e fino a 6.000 miglia (10.000 km) di altezza.,
Dopo di che è la regione di transizione da poche centinaia a poche migliaia di miglia di spessore, che viene riscaldata dalla corona sopra di esso e getta la maggior parte della sua luce come raggi ultravioletti. In cima c’è la corona super-calda, che è fatta di strutture come anelli e flussi di gas ionizzato. La corona varia generalmente da 900.000 F (500.000 C) a 10,8 milioni di F (6 milioni di C) e può anche raggiungere decine di milioni di gradi quando si verifica un bagliore solare. La materia dalla corona viene spazzata via come il vento solare.,
Campo magnetico
La forza del campo magnetico del sole è tipicamente solo circa il doppio del campo della Terra. Tuttavia, diventa altamente concentrato in piccole aree, raggiungendo fino a 3.000 volte più forte del solito. Questi nodi e torsioni nel campo magnetico si sviluppano perché il sole gira più rapidamente all’equatore che alle latitudini più elevate e perché le parti interne del sole ruotano più rapidamente della superficie. Queste distorsioni creano caratteristiche che vanno dalle macchie solari alle eruzioni spettacolari conosciute come razzi e espulsioni di massa coronale., I brillamenti sono le eruzioni più violente nel sistema solare, mentre le espulsioni di massa coronale sono meno violente ma coinvolgono quantità straordinarie di materia — una singola espulsione può sputare circa 20 miliardi di tonnellate (18 miliardi di tonnellate metriche) di materia nello spazio.
Composizione chimica
Proprio come la maggior parte delle altre stelle, il sole è costituito principalmente da idrogeno, seguito da elio. Quasi tutta la materia rimanente è costituita da altri sette elementi: ossigeno, carbonio, neon, azoto, magnesio, ferro e silicio., Per ogni 1 milione di atomi di idrogeno nel sole, ci sono 98.000 di elio, 850 di ossigeno, 360 di carbonio, 120 di neon, 110 di azoto, 40 di magnesio, 35 di ferro e 35 di silicio. Ancora, l”idrogeno è il più leggero di tutti gli elementi, quindi rappresenta solo per circa 72 per cento della massa del sole, mentre l” elio costituisce circa 26 per cento.
Macchie solari e cicli solari
Le macchie solari sono caratteristiche relativamente fredde e scure sulla superficie del sole che sono spesso approssimativamente circolari. Emergono dove densi fasci di linee di campo magnetico dall’interno del sole sfondano la superficie.
Il numero di macchie solari varia come l’attività magnetica solare fa — il cambiamento in questo numero, da un minimo di nessuno ad un massimo di circa 250 macchie solari o ammassi di macchie solari e poi di nuovo ad un minimo, è noto come il ciclo solare, e in media circa 11 anni., Alla fine di un ciclo, il campo magnetico inverte rapidamente la sua polarità.
Osservazione& storia
Le culture antiche spesso modificavano formazioni rocciose naturali o costruivano monumenti in pietra per segnare i moti del sole e della luna, tracciando le stagioni, creando calendari e monitorando le eclissi. Molti credevano che il sole ruotasse attorno alla Terra, con l’antico studioso greco Tolomeo che formalizzava questo modello “geocentrico” nel 150 a. C., Poi, nel 1543, Niccolò Copernico descrisse un modello eliocentrico e centrato sul sole del sistema solare, e nel 1610, la scoperta di Galileo Galilei delle lune di Giove rivelò che non tutti i corpi celesti circondavano la Terra.
Per saperne di più su come funzionano il sole e le altre stelle, dopo le prime osservazioni usando i razzi, gli scienziati hanno iniziato a studiare il sole dall’orbita terrestre. La NASA ha lanciato una serie di otto osservatori orbitanti noti come Orbiting Solar Observatory tra il 1962 e il 1971., Sette di loro hanno avuto successo, e analizzato il sole a raggi ultravioletti e raggi X lunghezze d’onda e fotografato la corona super-caldo, tra gli altri risultati.
Nel 1990, la NASA e l’Agenzia Spaziale Europea hanno lanciato la sonda Ulysses per effettuare le prime osservazioni delle sue regioni polari. Nel 2004, la navicella spaziale Genesis della NASA ha restituito campioni del vento solare sulla Terra per lo studio. Nel 2007, la missione Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) della NASA ha restituito le prime immagini tridimensionali del sole., La NASA ha perso il contatto con STEREO-B nel 2014, che è rimasto fuori contatto tranne che per un breve periodo nel 2016. STEREO-A rimane completamente funzionale.
Una delle missioni solari più importanti fino ad oggi è stato il Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), che è stato progettato per studiare il vento solare, così come gli strati esterni del sole e la struttura interna. Ha immaginato la struttura delle macchie solari sotto la superficie, misurato l’accelerazione del vento solare, scoperto onde coronali e tornado solari, trovato più di 1.000 comete e rivoluzionato la nostra capacità di prevedere il tempo spaziale., Recentemente, Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA, il veicolo spaziale più avanzato ancora progettato per studiare il sole, ha restituito dettagli mai visti prima di materiale in streaming verso l”esterno e lontano da macchie solari, così come estremi primi piani di attività sulla superficie del sole e le prime misurazioni ad alta risoluzione di brillamenti solari in una vasta gamma di lunghezze
Ci sono altre missioni pianificate per osservare il sole nei prossimi anni. L”Orbiter solare dell” Agenzia Spaziale Europea lancerà nel 2018, ed entro il 2021 sarà in orbita operativa intorno al sole., Il suo approccio più vicino al sole sarà 26 milioni di miglia — 43 milioni di km) – circa il 25 per cento più vicino di Mercurio. Solar Orbiter esaminerà particelle, plasma e altri oggetti in un ambiente relativamente vicino al sole, prima che queste cose vengano modificate trasportando attraverso il sistema solare. L’obiettivo è capire meglio la superficie solare e il vento solare.
La sonda Parker Solar lancerà nel 2018 per fare un approccio estremamente vicino al sole, arrivando fino a 4 milioni di miglia (6,5 milioni di km)., Il veicolo spaziale guarderà la corona – l’atmosfera esterna surriscaldata del sole-per saperne di più su come l’energia scorre attraverso il sole, la struttura del vento solare e come le particelle energetiche vengono accelerate e trasportate.
Segnalazione aggiuntiva di Elizabeth Howell e Nola Taylor Redd, Space.com Contributors