. : ExploraTetide : . Dott. Geologo Gabriele Ponzoni

In astronomia, un flare (termine inglese per fuoco d'artificio) o brillamento è una violenta eruzione di materia che esplode dalla fotosfera di una stella, con un'energia equivalente a varie decine di milioni di bombe atomiche. I flare del Sole emettono fasci di vento solare molto energetico, la cui radiazione può rappresentare un pericolo per le navi spaziali al di fuori della magnetosfera terrestre, e che interferisce con le comunicazioni radio sulla Terra. I flare sono spesso associati alle macchie solari.
I flare solari furono osservati per la prima volta nel 1859 dall'astronomo britannico Richard Carrington. Sono anche stati osservati su varie altre stelle in tempi moderni. La frequenza dei flare solari varia: da molti al giorno quando il Sole è particolarmente "attivo" a circa uno alla settimana quando invece è "quieto". I flare solari impiegano molte ore o anche giorni per "caricarsi", ma il flare vero e proprio impiega pochi minuti per rilasciare la sua energia. Le onde d'urto risultanti viaggiano lateralmente attraverso la fotosfera e verso l'alto attraverso la cromosfera e la corona, a velocità dell'ordine di 5.000.000 di chilometri all'ora.
I flare solari sono classificati come A, B, C, M o X a seconda della loro luminosità nei raggi X vicino alla Terra, misurata in Watt/m2. Ogni classe è dieci volte più potente di quella precedente, con X (la più grande) pari a 10-4 W/m2. Ogni classe è divisa linearmente da 1 a 9, quindi un flare X2 è quattro volte più potente di un flare M5. L'attività solare si trova normalmente compresa tra le classi A e C. I flare C hanno pochi effetti sulla Terra, mentre i più potenti M e X possono causare danni. A volte i flare superano il valore massimo (X9): il 16 agosto 1999 e il 2 aprile 2001 vennero misurati dei flare X20, ma essi furono superati dal flare del 4 novembre 2003, che fu stimato a X45 ed è il più potente flare mai registrato. La regione di macchie solari 486 (mostrata in figura) era la più turbolenta mai osservata.
Una macchia solare è una regione della superficie del Sole (la fotosfera) che è distinta da una temperatura minore dell'ambiente circostante, e da forte attività magnetica. Anche se in realtà le macchie solari sono estremamente luminose, perché hanno una temperatura di circa 5000 kelvin, il contrasto con le regioni circostanti, ancora più luminose grazie ad una temperatura di 6000 kelvin le rende chiaramente visibili come macchie scure. Se fossero osservabili isolatamente sarebbero più luminose di una lampada ad incandescenza.
Il numero di macchie che appaiono sulla superficie del Sole è stato misurato a partire dal 1700, e stimato all'indietro fino al 1500. La tendenza è quella di un numero in aumento, e i valori più grandi sono stati registrati negli ultimi 50 anni.
I numero di macchie solari è correlato con l'intensità della radiazione solare. Durante il Minimo di Maunder esse quasi scomparirono, e la Terra nello stesso periodo si raffreddò in modo consistente. La correlazione tra i due eventi è oggetto di discussioni nella comunità scientifica.
La regione attiva 9393, ripresa dallo strumento MDI a bordo della sonda SOHO, conteneva il più grande gruppo di macchie osservato nel ciclo solare attuale. Il 30 marzo 2001 l'area di questo gruppo di macchie solari era pari a 13 volte la superficie della Terra. È stata la sorgente di numerosi flare, incluso uno dei più forti mai registrati, il 2 aprile 2001. Una macchia solare è causata da intensi campi magnetici che affiorano dall'interno del Sole, ed appare scura solo perché in forte contrasto con le regioni circostanti, rispetto alle quali è leggermente più fredda.

I primi probabili riferimenti alle macchie solari sono quelli degli astronomi cinesi del primo millennio d.C., che probabilmente potevano vedere i gruppi di macchie più grandi quando lo splendore del sole era diminuito dalla polvere sollevata dai vari deserti dell'Asia centrale.
Furono osservate telescopicamente per la prima volta nel 1610 dagli astronomi frisiani Johannes e David Fabricius, che pubblicarono una loro descrizione nel giugno del 1611. In questa data Galileo stava già mostrando le macchie solari agli astronomi a Roma e Cristoph Scheiner aveva probabilmente osservato le macchie per due o tre mesi. La polemica tra Galileo e Scheiner per la prima osservazione, quando nessuno dei due sapeva del lavoro dei Fabricius, fu quindi tanto inutile quanto acida.
Le macchie solari ebbero una qualche importanza nel dibattito sulla natura del sistema solare. Mostravano che il Sole ruotava su se stesso, e il fatto che apparivano e scomparivano dimostrava che il Sole subiva dei cambiamenti, contravvenendo agli insegnamenti di Aristotele. I dettagli del loro moto apparente non potevano essere spiegati tranne che nel sistema eliocentrico di Copernico.
Le ricerche sulle macchie solari segnarono il passo per la maggior parte del XVII e l'inizio del XVIII secolo, perché a causa del Minimo di Maunder quasi nessuna macchia solare fu visibile per molti anni. Ma dopo la ripresa dell'attività solare, Heinrich Schwabe poté riportare nel 1843 un cambiamento periodico nel numero delle macchie solari, che sarebbe poi stato chiamato il ciclo undecennale dell'attività solare.
Un flare estremamente potente fu emesso verso la Terra l'1 settembre 1859. Interruppe i servizi telegrafici e causò aurore boreali visibili molto a sud, fino alle Hawaii e a Roma, e in modo simile nell'emisfero sud. Il flare più luminoso osservato dai satelliti è avvenuto il 4 novembre 2003, ed ha saturato gli strumenti per 11 minuti. La regione 486, responsabile del flare, ha prodotto un flusso di raggi X stimato a X28. Le osservazioni hanno mostrato che l'attività è continuata sulla faccia lontana del Sole, quando la sua rotazione ha nascosto la regione attiva alla nostra vista.
Anche se i dettagli della formazione delle macchie solari sono ancora oggetto di ricerca, è abbastanza chiaro che esse sono la controparte visibile di tubi di flusso magnetico nella zona convettiva del Sole che vengono "arrotolati" dalla rotazione differenziale della stella. Se lo stress su questi tubi supera un certo limite, rimbalzano come elastici e "forano" la superficie solare. Nei punti in cui essi attraversano la superficie la convezione non può operare, il flusso di energia che arriva dall'interno del Sole si riduce, e la temperatura di conseguenza scende. L'effetto Wilson suggerisce che le macchie solari siano anche delle depressioni rispetto al resto della superficie.
Le linee di campo magnetico dovrebbero respingersi l'un l'altra, facendo quindi disperdere rapidamente le macchie solari, ma la vita di una macchia è in media di appena due settimane, un periodo troppo breve. Osservazioni recenti condotte dalla sonda SOHO, utilizzando le onde sonore che viaggiano nella fotosfera solare per formare un'immagine dell'interno del Sole, hanno mostrato che sotto ogni macchia solare vi sono potenti correnti di materiale dirette verso l'interno del Sole, che formano dei vortici che concentrano le linee di campo magnetico. Di conseguenza le macchie sono delle tempeste auto-sostenentesi, simili in alcuni aspetti agli uragani terrestri.
L'attività delle macchie segue un ciclo di circa 11 anni (il ciclo undecennale dell'attività solare). Ogni ciclo di undici anni comprende un massimo ed un minimo, che sono identificati contando il numero di macchie solari che appaiono in quell'anno. All'inizio del ciclo, le macchie tendono ad apparire a latitudini elevate, per poi muoversi verso l'equatore quando il ciclo si avvicina al massimo (questo comportamento è chiamato Legge di Spoerer).
Oggi si conoscono molti periodi diversi nella variazione del numero di macchie, di cui quello di 11 anni è semplicemente il più evidente. Lo stesso periodo è osservato nella maggior parte delle altre espressioni di attività solare, ed è profondamente legato alle variazioni del campo magnetico solare. Non si sa se esistano periodi molto lunghi (di secoli o più), perché l'intervallo registrato dagli astronomi è troppo corto, ma se ne sospetta fortemente l'esistenza.

Generalmente i passaggi dal minimo al massimo avvengono tanto più velocemente quanto più quest'ultimo sarà alto. L'ultimo massimo si è verificato nel 2002, quindi il prossimo ricorrerà nel 2013.

Se osservate il Sole con un telescopio o con un binocolo, noterete che la nostra stella presenta alcuni "punti scuri", detti macchie solari.
Si tratta di aree che appaiono più scure rispetto alla fotosfera perché, rispetto a quest'ultima, hanno una temperatura inferiore. Le macchie solari infatti sono brillanti (intensità luminosa pari a circa il 32% della fotosfera, 80% nelle zone di penombra), ma per contrasto con le zone circostanti appaiono di colore nero. Hanno una temperatura di circa 4000°C, rispetto ai 5700°C della fotosfera.
Sono di dimensioni variabili (da 7.000 a 50.000 Km di diametro) e talvolta sono visibili anche ad occhio nudo (sempre che, naturalmente, ci si protegga la vista con appositi filtri). Sono originate dall'intenso campo magnetico del Sole, che in alcuni punti impedisce la risalita dei gas e del calore dall'interno della stella, provocando così la formazione di regioni più fredde, e quindi più scure.
Tali macchie sono direttamente connesse all'intensità della radiazione solare. Nell'epoca moderna, le macchie solari vengono misurate otticamente. Per epoche più lontane esistono metodi sufficientemente sicuri per la rilevazione dell'attività solare e delle sue macchie.
Un primo dato è che, negli ultimi 70 anni, il Sole sta vivendo una fase di incredibile attività. Per ritrovare un simile livello di attività, bisogna andare indietro di 8000 anni.

A.E. Douglas pensò di andare a vedere se il ritmo di crescita degli alberi, e perciò la successione degli anelli dei tronchi, fosse legato al ciclo di attività solare. Dopo aver studiato per moltissimi anni una grandissima quantità di sezioni di tronchi d'albero, Douglas scoprì che i periodi di sviluppo più rapido avvenivano con un ritmo undecennale coincidente con quello dell'attività solare. Riuscì a ricostruire i cicli di condizioni più adatte alla crescita delle piante, risalendo indietro nel tempo per 3000 anni ed in particolare scoprì che nel periodo tra il 1645 ed il 1715 il ciclo undecennale era praticamente assente.
Nel 1890 l'astronomo inglese E.W. Maunder (1851-1928), esaminando le annotazioni di antiche osservazioni, scoprì che fra il 1645 ed il 1715 non ci furono praticamente macchie, cosicché il ciclo solare era sospeso. Ricerche più recenti indicano che potrebbe essere stata assente anche la corona solare.
Anche le aurore boreali mancarono; E. Halley notò di aver visto la sua prima aurora boreale solo nel 1716, dopo quarant'anni di osservazioni. Sembra, inoltre, che tra il 1400 ed il 1510 ci sia stato un altro periodo senza macchie solari.
[Tratto da vari siti internet:
http://www.aritrieste.it/macchie.htm,
http://www.racine.ra.it/planet/testi/macchie.htm,
http://astronomia.altervista.org/articoli/sole_macchie_solari.php]

Il Ciclo Solare numero 24, che dovrebbe avere il suo picco di attività tra il 2010 e il 2011 “ha tutte le carte in regola per essere il più intenso ciclo solare degli ultimi 400 anni”, afferma il fisico solare David Hathaway (già noto per questo articolo) del Marshall Space Flight Center. Il suo team di ricercatori ha riportato queste conclusioni durante l’ultimo incontro all’ American Geophysical Union, a San Francisco.
Le previsioni si basano sulle registrazioni storiche delle tempeste solari geomagnetiche. Hathaway spiega: “Quando una raffica di vento solare si scontra con il campo magnetico terrestre, l’impatto causa una scossa nel campo stesso. Se tale scossa è abbastanza potente, prende il nome di tempesta geomagnetica.” In casi estremi le tempeste possono provocare interruzioni energetiche e far impazzire gli aghi delle bussole. L’effetto più spettacolare, invece, sono le splendide aurore.
Hathaway e Wilson hanno analizzato le attività geomagnetiche da 150 anni fino ad oggi, notando qualcosa di molto significativo: “L’attività geomagnetica registrata nel corso degli anni ci dice chiaramente come sarà il prossimo ciclo solare con un anticipo di 6-8 anni”, asserisce Hathaway.
Nel grafico riportato, le curve nere rappresentano i cicli solari con ampiezze diverse a seconda del numero di macchie solari rilevate. Le curve rosse rappresentano gli indici geomagnetici, nello specifico la variabilità intra-ora, detta IHV. “Questi indici derivano da dati magnetometrici registrati in due punti opposti della Terra: uno in Inghilterra e l’altro in Australia. I dati IHV vengono registrati ogni giorno dal lontano 1868,” ci racconta Hathaway.
Incrociando i dati IHV con il numero di macchie solari, è stato riscontrato che i dati IHV predicono l’ampiezza del ciclo solare con 6 anni di anticipo, e con un coefficiente di correlazione del 94%. Inutile tentare di spiegarne i motivi. “Non sappiamo perchè questa tecnica sia valida,” dice Hathaway. La fisica alla base di questo processo è un mistero. “Ma funziona!”
In accordo con le analisi effettuate, il prossimo Massimo Solare dovrebbe verificarsi nel 2010 con un numero di macchie solari pari a 160, margine di errore di 25 in più o in meno. Questi dati farebbero del prossimo ciclo solare il più potente degli ultimi 50 anni, vale a dire il più potente mai registrato.
Gli astronomi registrano macchie solari sin dai tempi di Galileo, in cui si accorsero che l’attività solare aveva un periodo di 11 anni. Curiosamente, 4 dei 5 cicli solari più potenti sono stati registrati negli ultimi 50 anni. “Il Ciclo solare numero 24 potrebbe rientrare tra questi”, asserisce Hathaway.
Questi risultati sono soltanto una conferma di quanto già riportato in analisi più metodiche. Molto più convincente, crede Hathaway, è il lavoro di Mausumi Dikpati e i suoi colleghi al Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica (NCAR) a Boulder, Colorado. “Hanno combinato le osservazioni del Great Conveyor Belt (articolo in lingua originale) con un sofisticatissimo modello della dinamo interna del Sole riprodotto al computer, allo scopo di produrre una previsione scientifica del prossimo ciclo solare”.
In breve i risultati ottenuti prevedono, ancora una volta, un Ciclo Solare numero 24 molto intenso. Prepariamoci ai fuochi d’artificio!

e se così non fosse ..?

Entro il 2041 l’attività solare avrà raggiunto il suo minimo …
probabile piccola era glaciale entro il 2060!

27 05 2009

La continua inattività solare è coerente con le previsioni che sono uscite dall’Osservatorio russo Pulkovo di San Pietroburgo, più di un anno fa.
Infatti il 22 gennaio 2008, lo scienziato Khabibullo Abdusamatov,a capo del Laboratorio di ricerca spaziale all’ Osservatorio di Pulkovo , disse in un’intervista che “le temperature sulla Terra si sono stabilizzate negli ultimi dieci anni, e il pianeta dovrebbe entrare in una nuova Era Glaciale, piuttosto che continuare in un riscaldamento globale, a causa di un grande Minimo solare ”. Abdusamatov aveva avvertito correttamente all’inizio del 2008, che le temperature globali avrebbero potuto registrare un lieve calo nel corso dello stesso anno, invece di aumentare, a causa della bassa radiazione solare senza precedenti negli ultimi 30 anni, e continuerà in calo, anche se le emissioni industriali di anidride carbonica raggiungeranno livelli record. Secondo le previsioni Abdusamatov del 2008: “Entro il 2041, l’attività solare raggiungerà il suo minimo in base a un ciclo di 200 anni, ed un profondo periodo di raffreddamento colpirà la Terra intorno il 2055-2060. Questo avrà una durata di circa 45-65 anni e dalla metà del 21 ° secolo il pianeta si troverà ad affrontare un’ altra Little Ice Age “. Per sminuire la paura del riscaldamento globale, Abdusamatov ha sottolineato: “Secondo gli scienziati, la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera della Terra è aumentata di oltre il 4% negli ultimi dieci anni – ma il riscaldamento globale è praticamente fermo. Se le temperature globali avessero risposto direttamente alle crescenti concentrzioni di gas a effetto serra in atmosfera, esse sarebbero aumentate di almeno 0,1 gradi centigradi negli ultimi dieci anni – tuttavia, non è mai accaduto “. Oltre un secolo di studi climatologici hanno dimostrato che a lungo termine il clima è guidato dai cambiamenti dell’orbita Terrestre con il Sole. Nel corso degli ultimi 2 milioni di anni, i cicli orbitali della durata di 20,ooo, 40.000 e 100,00 anni hanno coinciso con l’avvento di glaciazioni nell’emisfero settentrionale he durarono da 100.000 a 200.000 anni . L’ultimo avanzamento glaciale, conclusosi circa 12.000 anni fa, ha ricoperto di una coltre di ghiaccio spesso da 1 a 2 miglia il Nord America fino alla latitudine di New York e Chicago. Una discesa in una nuova Little Ice Age, innescati da tali variazioni a breve termine nell’attività delle macchie solari come sta accadendo oggi, è dunque un rischio dal punto di vista scientifico. Per una serie di motivi, l’aumento di biossido di carbonio da parte delle attività umane non è stato in grado di cambiare la direzione del clima guidato dall’attività del Sole. L’anidride carbonica è stata molto sopravvalutata come gas ad effetto serra. Non è fuori questione che la prossima fase di raffreddamento segnerà l’inizio di un prolungato periodo di glaciazione continentale. La possibilità immediata di raffreddamento per i prossimi due decenni, sta per aggiungere ulteriori sfide di fronte alla crisi economica mondiale che stiamo vivendo. Ma è proprio in tempi di crisi, che l’umanità ha il dono della creatività. Quando l’uomo usa la sua creatività non vi è alcun problema o sfida troppo grande che non possono essere risolti
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Prossimo ciclo solare il più potente degli ultimi 50 anni, vale a dire il più potente mai registrato.