Sole

Identità e caratteristiche generali

Il Sole è una stella nana gialla ed è l’unica stella del sistema solare. Ha circa 4,5 miliardi di anni ed è composto principalmente da idrogeno ed elio. Dalla Terra sembra una fonte stabile di luce e calore, ma è una stella dinamica che cambia ed emette energia nello spazio. L’eliofisica — lo studio del Sole e della sua influenza nel sistema solare — indaga questi processi.

È l’oggetto più grande del sistema solare: il suo diametro misura circa 1,4 milioni di chilometri e il suo raggio circa 700.000 chilometri. La sua massa equivale a oltre 330.000 volte quella terrestre e rappresenta circa il 99,8% della massa del sistema solare. Si trova a circa 150 milioni di chilometri dalla Terra. La gravità solare tiene unito il sistema e fa orbitare intorno a sé pianeti, asteroidi, comete e altri corpi.

Formazione ed evoluzione

Il Sole si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa da una grande nube rotante di gas e polvere, la nebulosa solare. Contraendosi sotto la propria gravità, la nube ruotò più velocemente e si appiattì fino a formare un disco. La maggior parte del materiale si concentrò al centro e diede origine al Sole; gran parte del materiale restante formò i pianeti e gli altri oggetti che oggi orbitano intorno alla stella. Il vento solare primordiale espulse parte del gas e della polvere rimasti.

Nel nucleo, pressione e temperatura consentono all’idrogeno di fondersi e formare elio. Queste reazioni nucleari producono l’energia che alimenta la luce e il calore solari. Secondo le stime citate, il Sole ha percorso poco meno della metà della sua vita: tra circa 5 miliardi di anni esaurirà la sua energia, si espanderà fino a diventare una gigante rossa e infine resterà come nana bianca. Espandendosi potrebbe inghiottire Mercurio e Venere, e forse anche la Terra.

Struttura e attività

Il Sole è una sfera di plasma — gas molto caldo con particelle elettricamente cariche — e non un corpo solido. Le sue regioni interne sono il nucleo, la zona radiativa e la zona convettiva. Nel nucleo la temperatura supera i 15 milioni di gradi Celsius. L’energia si sposta verso l’esterno per irraggiamento e, nella zona convettiva, grandi bolle di plasma caldo salgono verso gli strati esterni.

La regione che vediamo dalla Terra è la fotosfera, considerata la sua superficie visibile anche se fa parte dell’atmosfera solare. Ha uno spessore di circa 250 miglia — approssimativamente 400 chilometri — e una temperatura di circa 5.500 gradi Celsius. Al di sopra si trovano la cromosfera, una zona di transizione e la corona. La corona può raggiungere circa 2 milioni di gradi Celsius, molto più della fotosfera; il riscaldamento di questa atmosfera esterna è uno degli enigmi solari segnalati dalla NASA.

Nell’atmosfera solare compaiono macchie solari, buchi coronali e brillamenti. Le macchie sono zone un po’ più fredde dell’ambiente circostante; i brillamenti sono esplosioni di luce e particelle associate al rilascio di energia magnetica. Le espulsioni di massa coronale sono enormi nubi di particelle magnetizzate espulse nello spazio. Il materiale che lascia la corona a velocità supersoniche forma il vento solare e l’eliosfera, una grande bolla magnetica che si estende oltre le orbite planetarie.

Rotazione, orbita e ambiente

Il Sole ruota sul proprio asse, ma, essendo plasma e non un solido, le diverse regioni ruotano a velocità differenti: completa una rotazione in circa 25 giorni terrestri all’equatore e in circa 36 giorni ai poli. Il piano dell’equatore solare è inclinato di 7,25 gradi rispetto all’eclittica, il piano dell’orbita terrestre.

Il Sole e gli oggetti del sistema solare orbitano intorno al centro della Via Lattea. Il sistema si trova nel braccio o sporgente di Orione, tra le regioni del Sagittario e di Perseo. Un giro completo intorno al centro galattico dura circa 230 milioni di anni. Nei suoi primi tempi, il Sole era circondato da un disco di gas e polvere; parte della polvere persiste in diversi anelli che seguono le orbite planetarie, dove la gravità dei pianeti la concentra. Il Sole non ha lune.

Esplorazione e limiti

Tra i veicoli spaziali che studiano il Sole figurano Parker Solar Probe, STEREO, Solar Orbiter, SOHO, Solar Dynamics Observatory, Hinode, IRIS e Wind. SOHO, la missione di osservazione solare ed eliosferica, ha compiuto 25 anni dal lancio il 2 dicembre 2020. L’osservazione dallo spazio permette di studiare la stella e fenomeni come i brillamenti e le espulsioni di massa coronale.

Le temperature e le radiazioni estreme impediscono al Sole di ospitare la vita così come la conosciamo. Al contrario, l’energia solare è essenziale per la maggior parte della vita sulla Terra. La fotosfera è lo strato visibile, non una superficie solida; pertanto, l’espressione «superficie del Sole» non va intesa come quella di un pianeta roccioso.

La risoluzione B3 della IAU del 2015 definisce un raggio solare nominale di 695.700 km e una temperatura efficace nominale di 5.772 K. Sono costanti di conversione, non nuove misure o proprietà istantanee esatte del Sole. I valori in unità solari sono normalizzazioni di riferimento.