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L’energia solare Immagine del Sole in H alpha (National Solar Observatory /Sacramento Peak) Il Sole, il corpo centrale del Sistema Solare, e’ una sfera di gas incandescente, per lo piu’ idrogeno ed elio, della massa di 2 1033 g (2 miliardi di miliardi di miliardi di tonnellate), pari al 99.9 2048ella massa totale del Sistema Solare stesso. Il diametro del Sole e’ di ben 1.392.000 Km, 109 volte quello terrestre, e corrisponde, visto da Terra, ad un diametro angolare di circa 32 minuti d’arco, quasi pari a quello della Luna: questo da’ luogo al fenomeno delle eclissi; cioe’ alla sovrapposizione apparente del disco lunare e di quello solare. La densita’ media del Sole e’ di 1.4. Emissione di energia del Sole Il Sole viene classificato come una stella nana di tipo spettrale G2; la sua temperatura superficiale e’ di circa 5.700 gradi ed esso emette radiazione elettromagnetica prevalentemente nella regione ottica e nel vicino infrarosso, tra 2.000 Angstrom e 3 micron, con una potenza di 400.000 miliardi di miliardi di KW (4 1033 erg/sec). L’origine di questa emissione, che nel secolo scorso era stata attribuita alla contrazione gravitazionale del Sole e al conseguente riscaldamento del suo interno, risiede invece nella fusione nucleare che avviene nel centro: a causa della sua grande massa, le regioni interne del Sole vengono compresse fino a raggiungere temperature elevatissime (15 milioni di gradi) e ad innescare cosi’ la fusione, che richiede alte pressioni e temperature. La fusione nucleare consiste nella trasformazione di quattro nuclei di idrogeno (il costituente principale del Sole) in un nucleo di elio; la massa di quest’ultimo e’ leggermente minore della somma delle masse dei nuclei di idrogeno; la differenza viene trasformata in energia. Schema della fusione nucleare all’interno delle stelle (Michiel Berger) Ogni secondo, 594 milioni di tonnellate di idrogeno vengono trasformate in 590 milioni di tonnellate di elio; la differenza, 4 milioni di tonnellate, corrisponde all’energia che il Sole irradia in un secondo, per la legge E=mc2, dove E e’ l’energia prodotta, m la massa trasformata in energia e c e’ la velocita’ della luce. La fusione nucleare e’ autoregolata in modo tale che l’emissione di energia sia stabile nel tempo; le riserve di idrogeno nel nucleo non sono pero’ i llimitate e la durata totale di questo processo e’ di circa 10 miliardi di anni. Poiche’ l’eta’ del Sole e’ stata stimata 5 miliardi di anni, tra altri 5 miliardi di anni la fusione cessera’ ed esso comincera’ a trasformarsi, diventando piu’ freddo e meno luminoso, cioe’ una gigante rossa; i suoi strati esterni si espanderanno inghiottendo i pianeti piu’ vicini, tra cui la Terra, dopodiche’ finira’ la sua vita come nana bianca, diventera’ cioe’ una stella molto calda e densa ma poco luminosa, e si spegnera’ lentamente. Immagine del Sole in raggi X. Le regioni piu’ chiare sono sorgenti di emissione X piu’ intensa. (Calvin J. Hamilton e Yohkoh) La struttura del Sole Le altissime temperature all’interno del Sole fanno si’ che il gas sia quasi completamente ionizzato, cioe’ che gli elettroni vengano strappati alle loro orbite e si muovano liberamente nel gas. La temperatura decresce da 15 milioni di gradi nel centro fino a circa 5.700 gradi alla superficie. Anche la densita’ del gas decresce verso l’esterno, da circa 158 g/cm3 al centro fino a 10-7 in superficie; in realta ‘ il Sole non possiede una superficie fisica ben definita: quella che noi possiamo vedere e’ soltanto una superficie detta fotosfera: uno strato di gas molto sottile (dello spessore di circa 200 Km), che circonda la zona interna e che emette radiazione nella banda ottica. La struttura interna del Sole (NASA/ESA) L’interno e’ composto da un nucleo, nel quale avvengono le reazioni di fusione, circondato da uno strato di gas detto zona radiativa, a sua volta circondato da uno str (segue nel file da scaricare)
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