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Che "tempo fa,, sul Sole Una disciplina nuova, la elio-meteorologia Che "tempo fa,, sul Sole Continue variazioni nell'atmosfera dell'immenso astro dal quale dipende ogni forma di vita esistente sulla Terra - Il famoso "ciclo degli undici anni" delle macchie e le rispondenze con le perturbazioni del campo magnetico terrestre - Quando il vento solare investe il nostro pianeta - Temperature che superano i due milioni di gradi Già più di due secoli fa si era notato che il Sole si presenta talvolta quieto, talvolta in tempesta, con un ciclo della durata di undici anni. Ma soltanto attorno al 1850 gli assidui osservatori dei fenomeni presentati nel corso del tempo dalla superficie solare potevano stabilire con certezza la corrispondenz.i fra il ciclo undecennale del Sole e le variazioni e perturbazioni del campo magnetico terrestre. Si può dire che da quell'anno si sviluppasse una vasta organizzazione internazionale, che si ampliava sempre più nell'Unione astronomica internazionale (fondata nel 1922), per seguire da parte degli astrofisici di tutto il mondo, con attiva e continua sorveglianza, ciò che accade giorno per giorno sul Sole, mentre d'altra parte i geofisici si occupano più specialmente dei concomitanti fenomeni terrestri, come sono le così dette «tempeste magnetiche», che sconvolgono il campo magnetico terrestre, la comparsa delle aurore polari o le perturbazioni della ionosfera o degli eventuali effetti sulla climatologia terrestre. In altre parole, come da una parte si segue con vasta collaborazione internazionale la meteorologia terrestre, così si iniziò allora lo studio continuo, con mezzi sempre più perfezionati, della «meteoro logia solare». Le radiazioni Riassumendo brevemente ciò che si conosce con buona approssimazione su tali influenze, esse si possono distinguere in tre principali categorie. La prima è quella delle radiazioni elettromagnetiche emesse dal Sole sotto forma di raggi X, di radiazione ultravioletta, della luce zodiacale, delle onde radio. Queste radiazioni viaggiano nello spazio con la velocità della luce e quindi impiegano a percorrere i 150 milioni di km che ci separano dal Sole 8,3 minuti. I suoi effetti sulla Terra si manifestano specialmente con perturbazioni della nostra ionosfera, con evanescenze nei segnali radio, con la visibilità dei brillamenti, cioè eruzioni della cromosfera che si producono generalmente sui gruppi di macchie solari. La seconda influenza è dovuta all'arrivo di «raggi cosmici», in gran parte protoni, che viaggiano con la velocità di circa 40 mila km/s, impiegando quindi circa un'ora per arrivare sulla Terra, dove vengono registrati da appositi strumenti. La terza categoria è quella che comprende i fenomeni presentati dal Sole, quando è tempestoso ed emette particelle magnetiche costituite da ioni e da elettroni, i quali viaggiano più lentamente con velocità variabili da circa 1000 a 2000 km/s ed impiegano quindi da 20 a 40 ore per arrivare sulla Terra, producendovi le «tempeste magnetiche», le aurore polari e le tempeste ionosferiche. Si comprende che queste influenze si mettono bene in evidenza quando il Sole è in attività, cioè intorno ai massimi che si ripetono regolarmente ogni undici anni. Si ha anche la speranza di scoprire qualche influenza del Sole sulla climatologia della Terra così importante per la vita umana. Ma in questo campo le incertezze sono ancora molte, perché fra l'altro non hanno avuto successo i tentativi di trovare qualche indizio sulle eventuali variazioni della così detta «costante solare» (con la quale si esprime la quantità di energia emessa dal Sole nell'unità di tempo). Queste variazioni sono diffìcilmente misurabili dalla superficie terrestre, essendo troppo mascherate e perturbate dall'atmosfera della Terra e quindi la speranza di accertarle con sufficiente precisione risiede nella possibilità futura di poter misurare la costante solare, fuori dell'atmosfera terrestre con strumenti adatti, montati sui satelliti o sulle astronavi. Frattanto maturava un'altra scoperta nel campo della influenza del Sole sulla Terra, dedotta per via teorica da alcuni studiosi di fisica solare, confermata poi ed ampliata sperimentalmente dalle informazioni fornite dai satelliti Mariner e Pibneer nel corso dei loro lunghi viaggi attraverso il sistema solare verso Venere e Marte. I fatti che hanno condotto i teorici alla nuova scoperta si possono riassumere come segue. L'esistenza della «corona solare», cioè di quella maestosa aureola, la quale avvolge permanentemente il Sole e si può studiare con dettaglio durante le eclissi totali di Sole. Essa è un gas composto in prevalenza di intrcmLcmfdsbdpscLPptmrStmesdtttsdcm idrogeno ionizzato cioè di protoni, elettroni ed atomi di vari metalli, eccitati ad altissima temperatura. L'esistenza di una «coda» che è sempre opposta al Sole, simile a quella delle comete (vedi La Stampa del 6 agosto 1962), che accompagna la Terra nel suo moto attorno al Sole. Inoltre i fenomeni che presentano le code delle comete, quando queste si avvicinano al Sole, già attribuiti dai teorici alla «pressione di radiazioni» esercitate dalla potente energia emessa dal Sole sui gas di cui sono composte le code stesse. Circa venti anni fa L. Biermann, dell'Istituto Max Planck di Monaco, avanzava l'ipotesi che in certi tipi di comete, talune caratteristiche, specialmente per la curvatura delle loro code rispetto alla direzione Sole-nucleo delle comete, si potevano meglio interpretare ammettendo un flusso continuo di emissione solare, di un «plasma», il quale propagandosi radialmente interagisce fortemente con il gas ionizzato costituente le code. Più tardi E. Parker dell'Istituto di fisica nucleare dell'Università di Chicago, riprendeva l'idea di Biermann avanzando l'ipotesi di una corona solare in continua espansione. Nel 1962 questa ipotesi veniva brillantemente confermata dagli strumenti portati dal Mariner che registrarono una corrente di particelle, la quale spazza continuamente il sistema solare. Si è così concretata l'idea della esistenza di un «vento solare», che viene ora sempre più investigato nelle sue varie caratteristiche. Forse si può notare, che il nome di «vento», al quale noi associamo sempre la precisa direzione da cui proviene, non sia molto appropriata, trattandosi invece di una espansione di gas in tutte le direzioni, quindi di una nube che arriva e avvolge la Terra, allontanandosi dal Sole con velocità variabile da 300 a 400 km/s, con dentisità medie di 3,8 particelle per centimetro cubo. Elio ionizzato Ricordiamo che la corona solare varia di forma ed intensità, presentandosi durante i minimi di attività del Sole sviluppata lungo il suo equatore (vedi figura), così che è chiamata di «tipo equatoriale». Tale si prevede che sarà il suo aspetto nella prossima eclisse totale di Sole del 30 giugno 1973. Invece durante i massimi di attività, la co rona si estende con i suoi pennacchi, più uniformemente attorno al globo solare, così che si definisce col nome di «tipo po lare». La temperatura della corona è elevatissima; si stima che sia dell'ordine di due milioni di gradi e, oltre alle variazioni di forma, presenta variazioni della velocità del vento solare, quando il Sole è in tempesta. Inoltre i satelliti artificiali Mariner ed Explorer hanno rivelato, che oltre agli elettroni ed i protoni, il gas del vento solare contiene nuclei di elio ionizzato con un rapporto medio di abbondanza dell'elio rispetto a quello dell'idrogeno di circa il 4,5 per cento. Temperatura e velocità del vento solare diminuiscono gradatamente all'aumenta¬ re della distanza dal Sole, fino ad esaurirsi nello spazio. Nella vastità dell'universo dobbiamo pensare che milioni e milioni di stelle, anche molto più grandi del nostro Sole, saranno certo accompagnate da corone simili a quelle del Sole di enormi estensioni e in continua espansione verso gli altri corpi celesti e negli spazi interstellari. Giorgio Abetti dell'Osservatorio di Arcetrl Disegno schematico della corona solare di tipo equatoriale