Il Sole Nuove conoscenze sulla nostra stella e la sua influenza sulla Terra Maria Pia Di Mauro INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania

Dimensioni della Terra Le dimensioni Massa: 1.98·1030 kg E’ 333400 volte più massiccio della Terra e contiene il 99.86% della massa dell’intero Sistema Solare E’ costituito da 73.4% di Idrogeno, 25% di Elio e 1.6% di altri elementi Raggio: 696000 km Dimensioni della Terra

La Struttura interna Zona Convettiva L’energia viene trasportata per convezione Zona Radiativa L’energia viene trasportata per radiazione Nocciolo Viene prodotta l’energia La fusione nucleare trasforma in ogni secondo circa 700 milioni di tonnellate di idrogeno in elio

Processo di fusione…. 4 nuclei di idrogeno (H) si combinano per formare 1 nucleo di Elio (He) che è più leggero Ogni secondo 700 milioni di ton di H vengono convertite in He Questo processo rilascia un’enorme quantità di energia Energia totale irradiata per sec: 4·1026 J=30 milioni di miliardi di kW= bomba da 100 miliardi di Megaton (bomba di Hiroshima è stata di 12 kton)=8000 miliardi di bombe di Hiroshima

Eliosismologia L’intero Sole è pervaso da piccoli terremoti generati dal propagarsi di onde acustiche Le onde sonore dipendono dalle condizioni nell’interno solare Osservando queste oscillazioni in superficie, si possono ricavare informazioni sull’interno

Zona radiativa: ruota quasi come un corpo rigido La Rotazione Zona convettiva: rotazione differenziale, più lentamente ai poli (35 giorni) e più velocemente all’equatore (25 giorni) Zona radiativa: ruota quasi come un corpo rigido

Il Campo Magnetico del Sole Il Sole è interessato da forze magnetiche molto intense. Le frecce rosse indicano linee di forza aperte del campo magnetico solare, che emergono nelle regioni polari. Le frecce grigie indicano linee di forze aperte Le regioni attive sono caratterizzate da linee di forza chiuse (gialle).

L’atmosfera del Sole Interno del Sole Corona Atmosfera solare

La fotosfera E’ la superficie visibile del Sole caratterizzata dalla presenza di facole (zone luminose), macchie solari, granuli

Immagine dettagliata di macchie solari Le Macchie Solari Sono delle aree scure (ombra, penombra) e fredde sulla fotosfera del Sole che indicano zone con intensa attività magnetica Appaiono più scure perchè hanno una temperatura (circa 4000 K) minore ripetto alle zone circostanti (6000 K) Il trasporto di energia dall’interno solare è inibito Possono durare da un paio di ore fino a qualche mese Magnetogramma del Sole: le aree chiare e quelle scure indicano la presenza di intensi campi magnetici di polarità opposta Immagine dettagliata di macchie solari

La Cromosfera Brillamenti Loops Protuberanze Filamenti Spicole

I Brillamenti Esplosioni molto violente che in pochi minuti riscaldano la materia ad una temperatura di diversi miliardi di gradi Accompagnate da emissione di particelle cariche, radiazione elettromagnetica e massa Si formano in corrispondenza di macchie solari, tra zone con campo magnetico di segno opposto

Loops (cappi) Il plasma segue linee di forza magnetiche molto intense che si estendono al di sopra della superficie formando degli archi

Protuberanze Sono strutture di plasma cromosferico che interessano la corona Possono durare settimane, mesi Quiescenti o Eruttive

The black circle divides two images. La Corona Solare . Mentre la temperatura della superficie è di circa 6000o C, in corona raggiunge i 2 milioni di gradi La causa di questo rapido aumento di temperatura è ancora oggi uno dei grandi misteri della Fisica Solare. 2 000 000 o K The black circle divides two images.

LA CORONA SOLARE durante un’eclissi

Che cos’è il Vento Solare? Flusso costante di particelle che fluisce dalla corona solare Temperatura di circa 1 milione di gradi e velocità di circa 450 km/s Il Vento Solare si estende oltre l’orbita di Plutone (circa 5900 milioni di chilometri) Esercita una pressione sulla magnetosfera della Terra e ne determina così la forma Malgrado abbia una densità bassa, il vento esercita una notevole influenza sulla Terra

Il Vento solare

L’Aurora Boreale

Emissione Coronale di Massa Esplosioni di gas a milioni di gradi generate con la rottura delle forze magnetiche. In brevissimo tempo miliardi di tonnellate di particelle alla velocità di milioni km/h

La Connessione Sole-Terra Come varia il Sole? Qual è la risposta della Terra? Qual è l’impatto sull’uomo?

Dal Minimo al Massimo dell’Attività Magnetica Solare

Il Ciclo di Attività Solare Un indicatore dell’attività magnetica solare è il numero di macchie solari Il sole presenta un ciclo di attività magnetica di 11 anni Minimo di Maunder

Variazioni Climatiche 11 anni: Ciclo delle macchie (Wolf) 80-90 anni: Gleissberg, legato all’oscillazione del Sole attorno al centro di massa del sistema solare 208 anni: Suess, basato sulla concentrazione di 14C

Meteorologia Spaziale La Meteorologia Spaziale (SPACE WEATHER) si riferisce alle condizioni sul Sole, nel Vento Solare, nella Magnetosfera, Ionosfera e Termosfera della Terra, che possono influire sulle prestazioni e l’affidabilità di sistemi tecnologici spaziali e terrestri ed avere effetti sulla vita e la salute dell’uomo. Effetti di “Space Weather” su impianti terrestri non sono un fenomeno nuovo 17 Novembre 1848: Interruzione della connessione telegrafica tra Pisa e Firenze Settembre 1851: Interruzione della connessione telegrafica in New England

Effetti delle Tempeste Solari RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA ARRIVO: IMMEDIATO DURATA: 1-2 ORE PARTICELLE AD ALTA ENERGIA ARRIVO: 15 MIN - ORE DURATA: GIORNI PARTICELLE AD ENERGIA MEDIO-BASSA ARRIVO: 2-4 GIORNI DURATA: GIORNI EVENTI A PROTONI TEMPESTE GEOMAGNETICHE RAGGI X, EUV, ATTIVITA’ RADIO CARICA E ATTRITO AI SATELLITI ERRORI DI INSEGUIMENTO ERRORI TRAIETTORIA DI LANCIO INTERFERENZE CON I RADAR ANOMALIE EMSSIONI RADIO BLACKOUT ENERGIA ELETTRICA DISORIENTAMENTO SATELLITi LETTURE FALSE DAI SENSORI DANNI VEICOLi SPAZIALi FALLIMENTO LANCIO SATELLITI RADIAZIONE AEREI ALTA QUOTA INTERFERENZE SATCOM INTERFERENZE RADAR Origine: Brillamenti CME/Brillamenti CME/Buchi Coronali

Danneggiamento di Satelliti Guasti più recenti a satelliti: Telestar 401 (11 Gen 1997) Collegamenti TV ecc.. Galaxy IV (1998) 80% dei cercapersone in Nord America ridotti al silenzio Più di 12 satelliti perduti a causa di effetti dovuti allo Space Weather I danni spaziali degli ultimi 4 anni ammontano probabilmente a più di 1000 miliardi di lire (500 M€) Gli interessi commerciali spesso non consentono la divulgazione di tali anomalie.

Space Weather La nostra società dipende dalla tecnologia Il settore di mercato delle comunicazioni in più rapida crescita è quello basato sui satelliti Trasmissioni TV/Radio, Servizio telefonico a lunga distanza,Telefoni cellulari, Cercapersone Internet, transazioni finanziarie Uomini nello Spazio Gli Studi di Space Weather saranno sempre più importanti in futuro per la nostra società.

Pagine Web di SOHO http://sohowww.estec.esa.nl/ Il Monitoraggio a Lungo Termine Perchè il Sole varia? la dinamo solare, l’atmosfera “Space Weather” ovvero: in che modo la variabilità solare ha effetto sulla vita e la società? risposta della magnetosfera Come risponde il pianeta alle variazioni solari? cambiamenti climatici La Missione SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) Programma congiunto dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e di quella americana (NASA). Un gruppo di industrie guidato da Matra Marconi Space ha costruito SOHO in Europa. Gli strumenti sono stati forniti da 9 direttori di ricerca europei e 3 americani. Pagine Web di SOHO http://sohowww.estec.esa.nl/