IL SOLE

Il Sole è la stella madre del nostro sistema planetario. È una sfera di plasma (cioè di gas ionizzato), composta essenzialmente da idrogeno (H) ed elio (He), ovvero è una nana di sequenza principale di media età.

Diametro equatoriale: 1 392 000 km (R  = 109 R)

Periodo di rotazione (all'equatore): 27 giorni

Massa (Terra = 1): 332 946 (M  = 99,9 % M_sistema_solare)

Volume (Terra = 1): 1 303 600

Densità media: 1,41 g/cm³  

Densità nel nucleo: circa 100 g/cm³

Temperatura alla superficie: 5770 °C

Temperatura nel nucleo: 14 000 000 °C

Gravità alla superficie (Terra = 1): 27,9

Luminosità: 3,86-10^23 kW

Campo magnetico: 10^3 gauss 

Distanza dal centro della Via Lattea: 27 700 a.l.

Periodo di rivoluzione attorno al centro della Galassia: 225 milioni di anni

Distanza dalla stella più vicina (α Centauri): 4,28 a.l.


Nucleo

Nel nucleo la temperatura è circa 15 milioni di gradi Celsius e la pressione è di quasi 100 g/cm³: queste condizioni permettono il processo noto come reazione protone-protone, ovvero la fusione nucleare dell'idrogeno in elio, in cui, per ogni nucleo di elio che si forma, si producono circa 600 miliardi di calorie. Grazie all'energia prodotta dalla fusione nucleare, il Sole è in grado di autosostentarsi e di non collassare sotto al proprio peso a causa della gravità. La nostra stella è in equilibrio tra queste due forze da circa 4,5 miliardi di anni e si presume che l'idrogeno presente nel nucleo lo renderà stabile per un tempo altrettanto lungo.  

Nello schema di figura riportato accanto a sinistra viene sintetizzata la fusione solare di quattro nuclei (p) di idrogeno (H) in un nucleo di Elio (He). In essa il nucleo di Elio ha un difetto di massa di 0,007 rispetto alla somma delle masse dei quattro nuclei di Idrogeno, che, in base alla legge di Einstein E = m · c^2 è responsabile dell'energia sprigionata a processo avvenuto.

Lo strato radiativo

L'energia sprigionata dalla catena di reazione protone-protone che avviene nel nucleo solare, si propaga "per radiazione" nello strato superiore, lo strato radiativo solare,  sotto forma di raggi gamma (γ). In tale strato solare, i fotoni γ vengono precisamente più volte assorbiti e riemessi sino a perdere energia in modo da propagarli "per convezione" nello strato ancora superiore. I raggi gamma per emergere dallo strato radiativo impiegano milioni di anni; questo significa che la luce che ci giunge oggi dal Sole è quella generata milioni di anni fa al suo interno.  

Lo strato convettivo

A differenza dello strato radiativo dove l'energia solare si propaga per irraggiamento, nello strato convettivo la propagazione del calore avviene per convezione.

 Il limite superiore della zona convettiva si manifesta con dei piccoli grani, detti grani di riso, che sono visibili sulla superficie solare anche con un telescopio modesto e cambiano aspetto nel giro di pochi minuti.

Fotosfera e macchie solari

La fotosfera è il primo strato atmosferico solare ed è spesso circa 500 km e ha una temperatura superficiale di 6000° K. Nella fotosfera si manifesta una notevole attività solare, soprattutto sotto forma di regioni scure dette macchie solari, "riscoperte" da Galileo Galilei al fine della contestazione del modello aristotelico-tolemaico, secondo cui le stelle erano delle sfere perfette e incorruttibili.

Le macchie solari si presentano più scure rispetto alla restante fotosfera perchè sono più fredde, avendo rispettivamente delle temperature superficiali nella zona ombra e di penombra di 4300-4800 gradi °K e di 5400-5500 gradi °K.

La cromosfera e i flares

La cromosfera si trova sopra la fotosfera. Ha una temperatura ed è di colore rosso ed è di 10000 °K, la superficie del Sole è come ricoperta da fiamme di idrogeno che uscendo crea delle piccole fiamme sono detti spicole la loro altezza è di 10000 km e il tempo della loro durata è di 5 minuti. La corona sarebbe l'insieme di tutti i raggi non ha uno spessore definito, la temperatura è di qualche milione di gradi, non si sa ancora la causa. 

I brillamenti sono violente eruzioni in varie regioni, di solito vicino alle macchie, essi possono durare dalla decina di minuti ad un'ora, la fase in cui si ha la maggior parte delle emissioni è quando c'è più luce e dura pochi minuti, prima dell'emissione la regione viene caricata da una maggiore emissione di raggi X, ultravioletti e di una radiazione dello spettro luminoso dell'idrogeno, queste particelle quando arrivano sulla terra creano aurore polari e tempeste elettromagnetiche a livello planetare. Ci sono anche le protuberanze che sono sempre eruzioni ma minori la loro durata varia da qualche minuto a qualche giorno, molto spesso vengono scambiate per brillamenti, l'evoluzione di una protuberanza avviene molto meno convulsa rispetto a quella di un brillamento.   

La corona e il vento solare

Dal sole vengono emesse numerose particelle che unendosi vanno a costruire un flusso incessante verso le zone più esterne del Sistema Solare. In prossimità della Terra ha una velocità di 400 km/s e una densità di una decina di particelle per cm3, il vento solare è fatto soprattutto da elettroni e neutroni. Queste particelle non vanno all'infinito, non appena vengono a contatto con un gas molto tenue perdono energia cinetica, il punto in cui si fermano si chiama elio pausa. 

Il ciclo solare

Questo ciclo dura 11 anni circa ed è formato da due parti una in cui la superficie del sole si riempie di macchie quando arriva al massimo le macchie iniziano a diminuire, la durata varia da 7 a 15 anni. Nella fase di minimo il sole non ha macchie e si presenta più frequentemente, nella fase di massimo invece si presenta pieno di macchie sia a gruppi sia singole.