Ciclo undecennale dell’attività solare

Il ciclo dell’attività solare varia tra i 10 e i 12 anni.
L’attività solare è maggiore, quando sulla superficie solare compaiono molte macchie e viceversa. Nei periodi di maggior attività solare c’è una maggior
emissione energetica nello spazio.

Stima dell’attività solare nel tempo

Quando l’attività solare è maggiore, aumenta il vento solare, e perciò aumentano taluni isotopi nell’atmosfera terrestre.
Gli isotopi giunti a noi dal Sole, dall’atmosfera poi cadono sulla superficie terrestre.
Questi isotopi si possono ritrovare sulla terra anche dopo molti anni, i due isotopi più importanti sono l’isotopo 10 del berilio e l’isotopo 14 del carbonio.
L’isotopo 10 del berilio si ritrova nelle calotte polari.
L’isotopo 14 del carbonio si rileva con lo studio cronologico degli alberi: la dendrocronologia.

La dendrocronologia studia gli isotopi radioattivi del carbonio 14

L'Attività Solare e la dendrocronologia

L’azoto atmosferico per effetto del Sole si trasforma in Carbonio 14, per cui una una piccola quota del carbonio della anidride carbonica atmosferica è C-14, una carbonio radioattivo.
Il carbonio entra nelle piante con la fotosintesi, ogni anno si formano 2 anelli, si contano gli anelli di accrescimento annuale degli alberi per datarli.
Si misura il C-14 contenuto nei vari anelli.
Il C-14 è radioattivo, ha una emivita di 5.730 anni, in questo lasso di tempo metà del C-14 si trasforma in C-12.
In questo modo conteggiando gli anelli e misurando il decadimento posso stimare l’attività solare del passato.
Questa operazione è teoricamente fattibile fino a 10.000 anni con certe querce.

La deondrocronolgia è abbastanza attendibile su piante che hanno 1000 anni vita.
Così è stato possibile costruire un grafico dell’attività solare dall’anno mille ad oggi, e confrontarlo con i racconti scritti d’epoca.
Si è visto che l’attività solare era arrivata al minimo nel 1700.
L’inverno europeo del 1709 sarebbe stato il più freddo degli ultimi 500 anni.
Questo momento corrisponde con la piccola era glaciale, dove i ghiacciai arrivarono alla loro massima estensione nel 1850.

L’emissione di neutroni e protoni è il vento solare

Il Sole emette onde elettromagnetiche, neutroni e protoni, e neutrini.

Dalla corona solare vengono continuamente espulsi neutroni e protoni e particelle alfa (5%), è il vento solare.
Neutroni e protoni e particelle alfa della corona solare sono riscaldati a tal punto che l’energia cinetica posseduta permette di sfuggire alla gravità solare.
Il sole perde 0,8 x 10 alla 9° kg di massa/secondo, sempre.
Il vento solare vola così velocemente da non venir attratto neanche dai pianeti di massa maggiore, come Giove, e così dopo 1 settimana queste particelle arrivano sulla nostra atmosfera.
Il vento solare porta con sé il campo magnetico solare che si espande per il sistema solare ed oltre per 160 UA.
L’ unità astronomica UA è la distanza tra il Sole e la Terra.
Il vento solare dipenderebbe dal ciclo undecennale solare.

L’emissione di neutrini solari

Il 99% dell’energia solare si produce nella catena protone-protone: da 4 protoni ottengo un atomo di elio e due neutrini.
I neutrini solari avendo una massa piccolissima sfuggono alla gravità solare.
I neutrini solari quasi non interagiscono con l’ambiente circostante e nel giro di 8 minuti ci raggiungono sulla terra.

Calcolo la potenza delle radiazioni solari

La temperatura sulla superficie del sole è 5800 °K.
Applicando la legge di Stefan Boltzmann si calcola la potenza termica del Sole che è 6,417×10 alla 7° W/m2.
Moltiplicando la potenza del Sole per la sua superficie (6 x 10^18°m²) otteniamo l’energia totale irradiata dal Sole nell’unità di tempo, cioè la potenza dell’energia emessa dal Sole, che è di 3,9×10^26 Watt.
Secondo le nostre scale temporali, la quantità di energia emessa dal Sole è abbastanza costante, varia modestamente nei secoli in funzione delle macchie solari.
Il Sole irradia in tutte le direzioni e quindi giunge a noi solo 2 miliardesimi della potenza emessa.

Mettiti alla prova: quanto Sole guadagnamo all’anno ?

Se il Sole perde in un secondo lo 0,8 x 10 alla 9° kg della sua massa, e a noi giunge di questa solo 2 miliardesimi, quanti kg di Sole giungono fino a noi in un anno ?