Il Sole Ilaria Ermolli INAF Osservatorio Astronomico di Roma 11 Marzo 2009 La via Lattea Miliardi di stelle che compongono il disco della Galassia (viste dall’interno) Ilaria Ermolli – INAF OAR M31 Andromeda Distanza 2.900.000 anni luce Diametro 250.000 anni luce (2x Via Lattea) Massa 300-400 miliardi x MSun (<< Via Lattea) Ilaria Ermolli – INAF OAR Sistema solare Distanza dal centro 25.000 anni luce, 3/5 della Galassia Diametro 15.000.000.000 km – 5.5 ore luce Isolato nello spazio (Proxima Centauri dista 4.2 anni luce) Ilaria Ermolli – INAF OAR Ilaria Ermolli – INAF OAR Macchina termonucleare stabile, confinata dalla forza di gravità (RSun = 695.990 km = 100 REarth, MSun = 1.981033 g = 330.000 MEarth) Ilaria Ermolli – INAF OAR Nucleo (1/3Ms,, 170.000 km, 15.000.000-7.000.000 K, 150-20 g/cm3) fusione nucleare 700.000.000 ton di H convertite in He ogni secondo Plasma (o gas ionizzato) Quarto stato (caldissimo) della materia in cui gli elettroni sono stati strappati agli atomi lasciando ioni di carica positiva, i quali si mescolano liberamente con gli elettroni. Il 99% della materia visibile nell’universo è sotto forma di plasma. Ilaria Ermolli – INAF OAR Zona radiativa (2/3Ms, 420000 km, 7.000.000-2.000.000 K, 20-0.2 g/cm3) l’energia è trasportata dai fotoni, cioè dalla radiazione e.m. Tempo di attraversamento = 1.000.000 anni Zona convettiva (2%Ms, 105500 km, 2.000.000-6000 K, 0.2-0.0000002 g/cm3) l’energia è trasportata dalla convezione, cioè dalla materia Tempo di attraversamento = 1 mese Fotosfera (500 km, T = 6000 K) sottile strato dal quale riceviamo la luce visibile. “Superficie" del Sole Il sole e’ opaco alla radiazione: la luce che arriva a noi proviene dalla superficie e non direttamente dal suo interno Unico oggetto astrofisico nel quale si osservano processi che avvengono “ora” Ilaria Ermolli – INAF OAR Ilaria Ermolli – INAF OAR Macchie (T = 4000 K, B = 1000 BEarth, t = giorni) Granulazione (diam = 1000 km, t = 5 min, v = 20.000 km/h) Ilaria Ermolli – INAF OAR Ilaria Ermolli – INAF OAR Ilaria Ermolli – INAF OAR Ilaria Ermolli – INAF OAR Ilaria Ermolli – INAF OAR Rotazione differenziale (25 giorni equatore – 35 giorni poli) Ilaria Ermolli – INAF OAR Il Sole è una stella variabile a tutte le scale spaziali e temporali alle quali viene studiato I processi che determinano la variabilita’ del Sole sono vari – – – – – Convezione (minuti – ore, anche più lunghe) Oscillazioni (minuti) Rotazione (mese) Evoluzione stellare (106 – 109 anni) Campo magnetico (secondi – 109 anni) Ilaria Ermolli – INAF OAR Numero delle macchie solari Ilaria Ermolli – INAF OAR http://www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/SSN/ss.html Cromosfera (2500 km, T = 6000-20.000 K) l = 393.3 nm Ilaria Ermolli – INAF OAR Fotosfera (500 km, T = 6000 K) l = 607.2 nm Ilaria Ermolli – INAF OAR Regione Transizione (T = 60.000-80.000 K) l = 30.4 nm Ilaria Ermolli – INAF OAR Corona (T = 1.000.000 K) l = 17.1 nm Corona (T = 1.500.000 K) l = 19.5 nm Ilaria Ermolli – INAF OAR Corona (T = 2.000.000 K) l = 28.4 nm Ilaria Ermolli – INAF OAR Diametro 8.500.000 km (1.5 -6 RSun) Ilaria Ermolli – INAF OAR Diametro 45.000.000 km (3-32 RSun = ½ orbita Mercurio) Ilaria Ermolli – INAF OAR Vento solare Lento 300 km/s – streamers – regioni magnetiche Veloce 800 km/s - buchi coronali Ilaria Ermolli – INAF OAR Brillamenti (Flares) - CME Emissione fino a 1014 g di materia solare (MSun 2 1033 g), con velocità di iniezione fino a 1000 km/s. “Esplosioni più potenti” nel sistema solare, potenza 1 miliardo bombe H (al minimo di attività 1/settimana, al massimo di attività 2-3/giorno). Ilaria Ermolli – INAF OAR Campo Magnetico Solare (minimo attività) Campo Magnetico Terrestre Magnetosfera Spazio esterno a un pianeta entro il quale si risente del campo magnetico planetario. Forma grosso modo tracciata dalle linee di flusso magnetico prodotte da un magnete. Ilaria Ermolli – INAF OAR Magnetosfera terrestre Si allunga con una coda fino a 100 REarth dalla parte opposta al Sole e si riduce a circa 10 REarth dalla parte del Sole. Alcune particelle (protoni con alte energie, nuclei pesanti, elettroni) restano intrappolate in due regioni chiamata Fasce di Van Allen (1.1-1.3 e 3-9 REarth ), altre scorrono verso i poli magnetici, provocando le luminose aurore polari. Ilaria Ermolli – INAF OAR Aurore polari Evidenza “ottica” delle connessioni esistenti tra Sole e Terra (connessione = trasferimento di energia) Osservate dalla Terra Osservate dallo spazio Ilaria Ermolli – INAF OAR Eliosfera Il sistema solare è permeato da particelle cariche che fluiscono dal Sole. Queste particelle e il campo magnetico solare che vine trasportato scavano una enorme cavità nel mezzo interstellare, che arriva ben oltre l’orbita del più distante dei pianeti del sistema solare. Eliofisica Processi fisici universali che governano i fenomeni che avvengono nel sistema Sole, Terra, pianeti, mezzo interplanetario. Ilaria Ermolli – INAF OAR