Come mai le macchie solari compaiono proprio sulla superficie del Sole tra +40 e -40 di declinazione?

Innanzitutto
una precisazione: la declinazione è una coordinata celeste uranografica.
Questo nome tremendo significa molto semplicemente che è fissata alla
volta celeste. Posta così la domanda suonerebbe: “come mai le macchie
solari compaiono quando il Sole si trova nel cielo tra +40 e -40 di declinazione?”.
Non avrebbe molto senso, soprattutto perché il Sole si trova sempre tra
+23 e -23 gradi di declinazione. Quando vogliamo indicare un punto sulla
superficie del Sole, usiamo le stesse coordinate che ci servono per indicare
un punto sulla Terra: longitudine e latitudine, avendo l’accortezza
di specificare l’aggettivo eliografica.

E
finalmente la domanda riformulata è la seguente: come mai le macchie solari
compaiono sulla superficie del Sole tra +40° e -40° di latitudine eliografica?
Cominciamo col dire che le macchie solari sono una manifestazione del
grado di attività del Sole. Il grafico seguente, gentilmente concesso
dall’Osservatorio di Zurigo, mostra il numero di macchie solari dal 1749
circa fino ad oggi ed evidenzia il ciclo principale della durata di circa
11 anni. Questo significa che ogni 11 anni il Sole presenta un massimo
di attività, seguito da un minimo dopo circa 5 anni e mezzo. Studiare
l’attività del Sole è importante per le telecomunicazioni terrestri
e le orbite dei satelliti, che sono molto influenzate dallo stato
di attività della nostra stella.



All’interno
di uno stesso ciclo però le macchie solari non sono disposte a caso sulla
superficie del Sole. La figura a sinistra è assai eloquente: si tratta
di un diagramma “a farfalla” e si ottiene misurando la posizione delle
macchie solari rispetto al disco del Sole, e riportandone la latitudine
eliografica in funzione del tempo. Si vede immediatamente che mano a mano
che il ciclo avanza, le macchie si formano a latitudini più basse, ossia
sempre più vicine all’equatore del Sole. Quando un ciclo solare si conclude,
il nuovo ciclo è segnato dall’apparizione di una macchia solare ad alte
latitudini.

La causa
di questo strano comportamento non è ancora perfettamente compresa, ma
si ritiene sia collegata con il meccanismo che genera le macchie solari.
Nelle macchie la temperatura è più bassa rispetto al resto della fotosfera,
perché l’afflusso di energia proveniente dagli strati interni del Sole
è impedito dalla presenza di forti campi magnetici.

Si ritiene
che il campo magnetico del Sole sia prodotto dai moti del fluido al suo
interno. Dato però che la velocità di rotazione è più alta all’equatore
che non
ai poli, le linee del campo magnetico subiscono una deformazione, per
cui fuoriescono dall’interno del Sole e vi ritornano dopo aver fatto un
“cappio”, che può generare protuberanze o macchie solari.

E’ però
difficile dare spiegazioni in materia quando le notizie dalla sonda SOHO
stanno rivoluzionando la nostra comprensione del magnetismo solare. Sono
infatti stati rivelati dei campi
magnetici locali molto intensi e brevi
, della durata di circa 40 ore,
molto difficili da riconciliare con la teoria del magnetismo guidato dalla
rotazione del Sole. Addirittura qualcuno sostiene che stiano operando
processi sconosciuti!

Sono infatti
molte le questioni irrisolte che paradossalmente riguardano l’oggetto
astronomico più vicino ed evidente. Come mai il ciclo solare dura proprio
11 anni? perché si verificano dei minimi dell’attività del Sole che possono
durare anche decine di anni? Qualcuno ha tentato di dare una spiegazione
in termini di allineamento
di pianeti
(Giove, la Terra e Venere), che provocherebbero deformazioni
mareali del Sole, tuttavia queste spiegazioni, sebbene lecite da un punto
di vista scientifico (l’effetto di marea è reale) non riescono
a spiegare il minimo di Maunder ed altre periodicità, come si vede
dal seguente grafico: in blu sono riportate alcune periodicità
delle macchie solari, in rosso le periodicità delle maree dovute
ai pianeti. L’unico picco ad essere approssimato è quello corrispondente
a 11 anni, ma degli altri non si vede traccia.

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