Geografia astronomica - il sole come fonte di vita

GEOGRAFIA ASTRONOMICA

Il Sole come fonte di vita

La vita sulla Terra è possibile solo grazie alla luce e al calore dei raggi solari: a seconda di come questi giungono sulla Terra, variano le condizioni di vita alle quali devono adattarsi tutti gli organismi vegetali e animali del pianeta.

Sembra ben diverso da tutte le altre stelle, eppure il Sole, che ci appare ben più grande e luminoso, non è che una stella come tante altre, solo molto più vicina alla Terra di qualunque altra. Come stella è abbastanza piccola e comune, ma per noi è di importanza vitale: senza di esso non ci sarebbe vita sulla Terra!

Il Sole e il sistema solare

Il Sole dista 150 milioni di chilometri dalla Terra. È una bella distanza! Ha un diametro più di 100 volte superiore a quello della Terra. Questo equivale a dire che nello spazio occupato dal Sole ci starebbe un milione di Terre!

Il Sole si trova al centro del sistema solare. I nove pianeti che compongono il sistema girano, o "orbitano", attorno al Sole. I pianeti e la nostra Luna appaiono luminosi perché riflettono la luce del Sole. Non hanno luce propria. Solo il Sole splende di luce propria.

Come fa a splendere il Sole?

Per millenni si è creduto che il Sole bruciasse come un fuoco. In fondo, il fuoco dà calore e luce. È stato solo nel XX secolo che gli scienziati hanno scoperto che l'energia solare proviene da reazioni nucleari, che sono reazioni che avvengono tra i nuclei degli atomi. Le reazioni nucleari liberano molta, molta più energia di qualsiasi fuoco. Il Sole è una palla immensa, fatta principalmente di gas: idrogeno e un po' di elio. Al centro del Sole le temperature sono così elevate che i nuclei di idrogeno possono fondersi per formare i nuclei di un elemento più pesante: l'elio. Questo processo è chiamato fusione nucleare e libera un'enorme quantità di energia.

Quali sono le varie parti del Sole?

Le reazioni nucleari hanno luogo nel nucleo del Sole, cioè nella sua parte centrale, dove il calore raggiunge la sorprendente temperatura di 15 milioni di gradi centigradi. Fuori dal nucleo, la temperatura si abbassa via via, fino a raggiungere i circa 6.000 gradi centigradi della fotosfera, lo strato superficiale del Sole. In realtà il Sole non ha una vera e propria superficie, netta come può essere quella della Terra, perché è soltanto una palla di gas. La fotosfera però è lo strato visibile da Terra.

Oltre la fotosfera si trovano gli strati più esterni del Sole: la cromosfera e la corona. Gli scienziati li hanno potuto osservare per la prima volta durante le eclissi di Sole, quando la luminosità della fotosfera era nascosta dalla sagoma della Luna. La temperatura è molto alta in questi strati più esterni, raggiungendo 1 milione di gradi centigradi nella corona. Molti scienziati pensano che questo calore derivi dall'energia liberata dalla torsione del campo magnetico del Sole.

La corona solare si estende oltre il Sole per molte volte il diametro solare. Al di là della corona, particelle con carica elettrica sono emesse dal Sole sotto forma di vento solare, che si diffonde nello spazio ben oltre il sistema solare. La Terra è immersa in questo vento solare.

Che cosa sono le macchie solari e le eruzioni solari?

Il Sole non si limita a splendere in modo tranquillo: la fotosfera, anzi, è un "luogo" molto agitato, che ospita diversi interessanti fenomeni. Un segno dell'attività del Sole visibile sulla fotosfera è conosciuto da secoli: le macchie solari. Si tratta di zone scure che compaiono, si trasformano e poi scompaiono sul disco del Sole con una certa regolarità, secondo un ciclo che dura 11 anni.

Tali macchie appaiono scure perché sono un poco più "fredde" delle zone circostanti (circa 2.000 gradi centigradi di meno; ma restano loro pur sempre ad una temperatura di circa 4.000 gradi centigradi!). La loro comparsa è legata all'attività magnetica del Sole, un insieme di fenomeni della stessa natura di quelli che spiegano l'attrazione delle calamite sulla Terra. Oltre alle macchie solari, il magnetismo del Sole si manifesta anche in altri formidabili fenomeni, come ad esempio le eruzioni solari. Le eruzioni solari sono esplosioni improvvise di energia liberata dagli strati esterni del Sole. Di solito avvengono durante la fase in cui le macchie solari sono più numerose. Molta energia è sotto forma di raggi X o di raggi ultravioletti. Nel vento solare vengono emesse quantità molto elevate di particelle ad alta energia. Se raggiungono la Terra, interagiscono con il campo magnetico terrestre provocando una tempesta magnetica. Tali tempeste possono costituire un problema per i sistemi di comunicazioni terrestre, perché possono interferire con essi e mandarli in tilt. Fanno anche brillare gli atomi dell'atmosfera, producendo le aurore polari, che sono raggi e cortine cangianti di luce colorata nei cieli dell'estremo nord e dell'estremo sud della Terra.

Come si è formato il Sole?

Il Sole si è formato, come tutte le altre stelle, quando una nube di gas iniziò a contrarsi su se stessa a causa della forza di gravità. Dato che la nube si comprimeva sempre di più, la temperatura al centro diventava sempre più alta. Alla fine, fu abbastanza calda da dare inizio a una fusione nucleare. L'energia iniziò a emanare dal centro e il Sole si illuminò all'improvviso. Tutto ciò avvenne circa 4,5 miliardi di anni fa. Ora il Sole è entrato nella sua "mezza età", il che vuol dire che ha davanti a sé più o meno altri 5 miliardi di anni da "vivere". Ha infatti ancora un'enorme quantità di idrogeno a disposizione. Tra 5 miliardi di anni circa, la maggior parte dell'idrogeno sarà finita. Gli strati esterni si gonfieranno fino a che il Sole non diventerà una stella gigante rossa, abbastanza grande da invadere le orbite di Mercurio, di Venere e della Terra. Da allora, il Sole andrà incontro a una serie di trasformazioni che lo porteranno alla fine a ridursi a una piccola stella chiamata nana bianca, un corpo celeste che brilla debolmente.

La luce del Sole

La maggior parte della luce solare è luce gialla visibile. I nostri occhi e quelli degli altri animali si sono evoluti per vedere la luce di questo tipo. Ma ci sono molti altri tipi di luce emessa dal Sole, che i nostri occhi non possono vedere. Ad esempio, la luce ultravioletta, che viene bloccata soprattutto dallo strato di ozono dell'atmosfera terrestre, e che altrimenti sarebbe nociva per gli esseri viventi. Inviando strumentazioni speciali nello spazio, sui satelliti e sulle sonde spaziali, gli astronomi possono studiare il Sole attraverso altri tipi di luce solare, specialmente i raggi ultravioletti e i raggi X. La vita sulla Terra si è sviluppata sfruttando l'energia del Sole e si nutre di essa. Se non saremo noi a porre termine alla vita in altro modo, essa si estinguerà quando il Sole inizierà a morire, tra circa 5 miliardi di anni. Forse, però, i nostri discendenti avranno abbandonato la Terra molto prima di quel momento.