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Immagini e filmati sono qui riprodotti per gentile concessione dei consorzi del satellite SOHO, progetto di cooperazione internazionale ESA e NASA
Il Sole Nuove conoscenze sulla nostra stella
e la sua influenza sulla Terra
Maria Pia Di MauroINAF - Osservatorio Astrofisico di Catania
Immagini e filmati sono qui riprodotti per gentile concessione dei consorzi del satellite SOHO, progetto di cooperazione internazionale ESA e NASA
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Le dimensioniLe dimensioniMassa: 1.98·1030 kg
E’ 333400 volte più massiccio della Terra e contiene il 99.86% della massa dell’intero Sistema Solare
E’ costituito da 73.4% di Idrogeno, 25% di Elio e 1.6% di altri elementi
Raggio: 696000 km
Dimensioni della Terra
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Zona Convettiva L’energia viene trasportata
per convezione Zona Radiativa
L’energia viene trasportata per radiazione
Nocciolo Viene prodotta l’energia La fusione nucleare
trasforma in ogni secondo circa 700 milioni di tonnellate di idrogeno in elio
La Struttura internaLa Struttura interna
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Processo di fusione….Processo di fusione….
4 nuclei di idrogeno (H) si combinano per formare 1 nucleo di Elio (He) che è più leggero
Ogni secondo 700 milioni di ton di H vengono convertite in He
Questo processo rilascia un’enorme quantità di energia
Energia totale irradiata per sec: 4·1026 J=30 milioni di miliardi di kW= bomba da 100 miliardi di Megaton (bomba di Hiroshima è stata di 12 kton)=8000 miliardi di bombe di Hiroshima
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EliosismologiaEliosismologiaL’intero Sole è pervaso da piccoli terremoti generati dal
propagarsi di onde acusticheLe onde sonore dipendono dalle condizioni nell’interno solareOsservando queste oscillazioni in superficie, si possono
ricavare informazioni sull’interno
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La Rotazione La Rotazione
Zona convettiva: rotazione differenziale, più lentamente ai poli (35 giorni) e più velocemente all’equatore (25 giorni)
Zona radiativa: ruota quasi come un corpo rigido
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Il Campo Magnetico del SoleIl Campo Magnetico del Sole
Il Sole è interessato da forze magnetiche molto intense.
Le frecce rosse indicano linee di forza aperte del campo magnetico solare, che emergono nelle regioni polari.
Le frecce grigie indicano linee di forze aperte
Le regioni attive sono caratterizzate da linee di forza chiuse (gialle).
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L’atmosfera del SoleL’atmosfera del Sole
Interno del Sole
Corona
Atmosfera solare
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La fotosferaLa fotosferaE’ la superficie visibile del Sole caratterizzata dalla presenza di facole (zone luminose), macchie solari, granuli
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Le Macchie SolariLe Macchie Solari Sono delle aree scure (ombra, penombra) e fredde sulla fotosfera del Sole che
indicano zone con intensa attività magnetica Appaiono più scure perchè hanno una temperatura (circa 4000 K) minore
ripetto alle zone circostanti (6000 K) Il trasporto di energia dall’interno solare è inibito
Possono durare da un paio di ore fino a qualche mese
Immagine dettagliata di macchie solari
Magnetogramma del Sole:le aree chiare e quelle scure indicano la presenza di intensi campi magnetici di polarità opposta
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La CromosferaLa Cromosfera
Brillamenti
Loops
Protuberanze
Filamenti
Spicole
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I BrillamentiI BrillamentiEsplosioni molto violente che in pochi minuti riscaldano la materia ad una temperatura di diversi miliardi di gradi
Accompagnate da emissione di particelle cariche, radiazione elettromagnetica e massa
Si formano in corrispondenza di macchie solari, tra zone con campo magnetico di segno opposto
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Loops (cappi) Loops (cappi)
Il plasma segue linee di forza magnetiche molto intense che si estendono al di sopra della superficie formando degli archi
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ProtuberanzeProtuberanze•Sono strutture di plasma cromosferico che interessano la corona
•Possono durare settimane, mesi
•Quiescenti o Eruttive
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La Corona SolareLa Corona Solare.
Mentre la temperatura della superficie è di circa 6000o C, in corona raggiunge i 2 milioni di gradi
La causa di questo rapido aumento di temperatura è ancora oggi uno dei grandi misteri della Fisica Solare.
2 000 000 o K
The black circle divides two images.
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LA CORONA SOLAREdurante un’eclissi
LA CORONA SOLAREdurante un’eclissi
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Che cos’è il Vento Solare?Che cos’è il Vento Solare? Flusso costante di particelle che fluisce dalla corona solare Temperatura di circa 1 milione di gradi e velocità di circa 450 km/s Il Vento Solare si estende oltre l’orbita di Plutone (circa 5900 milioni di chilometri) Esercita una pressione sulla magnetosfera della Terra e ne determina così la forma Malgrado abbia una densità bassa, il vento esercita una notevole influenza sulla Terra
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Il Vento solare Il Vento solare
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L’Aurora BorealeL’Aurora Boreale
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Emissione Coronale di Massa
Emissione Coronale di Massa
Esplosioni di gas a milioni di gradi generate con la rottura delle forze magnetiche. In brevissimo tempo miliardi di tonnellate di particelle alla velocità di milioni km/h
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La Connessione Sole-Terra Come varia il Sole?
Qual è la risposta della Terra? Qual è l’impatto sull’uomo?
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Dal Minimo al Massimodell’Attività Magnetica Solare
Dal Minimo al Massimodell’Attività Magnetica Solare
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Il Ciclo di Attività SolareIl Ciclo di Attività Solare
Minimo di Maunder
Un indicatore dell’attività magnetica solare è il numero di macchie solari
Il sole presenta un ciclo di attività magnetica di 11 anni
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Variazioni ClimaticheVariazioni Climatiche
11 anni: Ciclo delle macchie (Wolf)
80-90 anni: Gleissberg, legato all’oscillazione del Sole attorno al centro di massa del sistema solare
208 anni: Suess, basato sulla concentrazione di
14C
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Meteorologia SpazialeMeteorologia Spaziale
La Meteorologia Spaziale (SPACE WEATHER) si riferisce alle condizioni sul Sole, nel Vento Solare, nella Magnetosfera, Ionosfera e Termosfera della Terra, che possono influire sulle prestazioni e l’affidabilità di sistemi tecnologici spaziali e terrestri ed avere effetti sulla vita e la salute dell’uomo.
Effetti di “Space Weather” su impianti terrestri non sono un fenomeno nuovo
17 Novembre 1848: Interruzione della connessione
telegrafica tra Pisa e Firenze Settembre 1851: Interruzione della connessione
telegrafica in New England
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Effetti delle Tempeste SolariEffetti delle Tempeste Solari
Origine: Brillamenti CME/Brillamenti CME/Buchi Coronali
RADIAZIONE ELETTROMAGNETIC
A ARRIVO: IMMEDIATO DURATA:
1-2 ORE
PARTICELLE AD ALTA ENERGIA
ARRIVO: 15 MIN - ORE DURATA: GIORNI
PARTICELLE AD ENERGIA MEDIO-
BASSA
ARRIVO: 2-4 GIORNI DURATA: GIORNI
RAGGI X, EUV, ATTIVITA’ RADIO
EVENTI A PROTONI TEMPESTE GEOMAGNETICHE
•INTERFERENZE SATCOM
•INTERFERENZE RADAR
•DISORIENTAMENTO SATELLITi
•LETTURE FALSE DAI SENSORI
•DANNI VEICOLi SPAZIALi
•FALLIMENTO LANCIO SATELLITI
•RADIAZIONE AEREI ALTA QUOTA
•CARICA E ATTRITO AI SATELLITI
•ERRORI DI INSEGUIMENTO
•ERRORI TRAIETTORIA DI LANCIO
•INTERFERENZE CON I RADAR
•ANOMALIE EMSSIONI RADIO
•BLACKOUT ENERGIA ELETTRICA
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Danneggiamento di Satelliti Guasti più recenti a satelliti:
Telestar 401 (11 Gen 1997)
Collegamenti TV ecc..
Galaxy IV (1998)
80% dei cercapersone in Nord America ridotti al silenzio
Più di 12 satelliti perduti a causa di effetti dovuti allo Più di 12 satelliti perduti a causa di effetti dovuti allo Space WeatherSpace Weather
I danni spaziali degli ultimi 4 anni ammontano I danni spaziali degli ultimi 4 anni ammontano probabilmente a più di 1000 miliardi di lire (500 Mprobabilmente a più di 1000 miliardi di lire (500 M€)€)
Gli interessi commerciali spesso non consentono la divulgazione di tali anomalie.
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La nostra società dipende dalla tecnologia
Il settore di mercato delle comunicazioni in più rapidacrescita è quello basato sui satellitiTrasmissioni TV/Radio, Servizio telefonico a lunga distanza,Telefoni cellulari,
CercapersoneInternet, transazioni finanziarie
Uomini nello Spazio
Gli Studi di Space Weather saranno sempre più importanti in futuro per la nostra società.
Space Weather Space Weather
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Pagine Web di SOHO http://sohowww.estec.esa.nl/
Perchè il Sole varia?
la dinamo solare, l’atmosfera “Space Weather” ovvero: in che modo la variabilità solare ha effetto
sulla vita e la società?
risposta della magnetosfera Come risponde il pianeta alle variazioni solari?
cambiamenti climatici
Il Monitoraggio a Lungo Termine
Il Monitoraggio a Lungo Termine
La Missione SOHO(SOlar and Heliospheric Observatory)
Programma congiunto dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e di quella americana (NASA).
Un gruppo di industrie guidato da Matra Marconi Space ha costruito SOHO in Europa. Gli strumenti sono stati forniti da 9 direttori di ricerca europei e 3 americani.