Le macchie solari

Sommario:


GALILEO GALILEI E LE MACCHIE SOLARI

Cenni biografici

Galileo Galilei nasce a Pisa il 15 febbraio 1564 da Vincenzo Galilei, noto per i suoi studi di musica, e da Giulia Ammanati. Studia a Pisa, dove occupa la cattedra di matematica per alcuni anni. Successivamente si reca a Padova dove rimane fino al 1610. In questi anni compie alcuni esperimenti di meccanica, costruisce il termoscopio, inventa e costruisce il compasso geometrico e militare, ottiene il brevetto per una macchina atta ad alzare l'acqua.
Inventa il microscopio e il cannocchiale e compie numerose osservazioni che lo portano alla scoperta dei satelliti di Giove, Saturno e delle fasi di Venere.
Nel 1610 si reca a Roma dove viene iscritto all'Accademia dei Lincei ed inizia lo studio e l'osservazione delle macchie solari.
In una lettera scritta da Firenze a Maffeo Barberini, futuro Papa Urbano VI, nel 1612, Galileo afferma di aver osservato le macchie solari sin dal gennaio 1611: "Sono circa a diciotto mesi, che riguardando con l'occhiale nel corpo del Sole, quando era vicino al suo tramontare, scorsi in esso alcune macchie assai oscure; e ritornando più volte alla medesima osservazione, mi accorsi come quelle andavano mutando sito, e che non sempre si vedevano le medesime, o nel medesimo ordine disposte, e che talvolta ve n'eran molte, altre volte poche, e tal ora nessuna. Feci ad alcuni miei amici vedere tale stravaganza, e pure l'anno passato a Roma le mostrai a molti prelati e altri uomini di lettere; di lì fu sparso il grido per diverse parti d'Europa, e da quattro mesi in qua mi sono state mandate da vari luoghi varie osservazioni disegnate…".


Illustrazione di Galileo sulle fasi di Venere

Dal 1612 inizia l'opposizione, da parte della Chiesa, alle teorie di Galileo e di Copernico che affermavano la mobilità della Terra. In seguito Galileo scrive il Saggiatore e fa numerose ed importanti scoperte riguardanti, in particolare, la fisica, le leggi del piano inclinato e del pendolo; nel 1632 scrive "Dialogo sui massimi sistemi", stampato poi a Firenze. Nell'ottobre dello stesso anno Galileo viene convocato al Sant'Uffizio a Roma, dove il tribunale emette una sentenza di condanna e lo costringe all'abiura, così viene relegato in isolamento a Siena e finalmente nel dicembre del 1633 gli è concesso di ritirarsi nella sua villa di Arcetri, detta il Gioiello.
Le sue condizioni diventano sempre più difficili: nel 1638 è ormai completamente cieco a causa delle numerose osservazioni al cannocchiale fatte senza alcuna protezione agli occhi e l'8 gennaio del 1642 muore ad Arcetri.


Il cannocchiale di Galileo

Galileo costruì molti cannocchiali costituiti da due lenti, un obiettivo ed un oculare, tenuti insieme alla giusta distanza da un tubo di cartone o di legno rivestito in pelle. L'ingrandimento che offrivano questi strumenti era di circa venti volte maggiore rispetto alla realtà e fu con uno di questi che il grande astronomo compì le numerose osservazioni che lo portarono alla convinzione della validità del sistema copernicano, alla scoperta delle macchie solari, dei satelliti di Giove e delle fasi di Venere.


Le macchie solari di Galileo


Macchie solari osservate da Galileo

L'invenzione del telescopio ad opera di Galileo Galilei, nel 1610, segna l'inizio degli studi solari moderni con la scoperta delle macchie, che erano già state occasionalmente osservate fin dall'antichità; comunque non c'è dubbio che debba essere considerato Galileo il vero scopritore di questi fenomeni.
Infatti, gli aristotelici consideravano il Sole purissimo ed incorruttibile, mentre Galileo affermò giustamente che le macchie appartengono alla sua superficie e che dal loro movimento si deduce la rotazione, a velocità uniforme, effettuata dall' astro su se stesso.
Intanto, in Germania, vengono pubblicati alcuni documenti su questo tema dal padre gesuita Scheiner. Nasce, così, una polemica che assume poi toni sempre più aspri, non tanto per la priorità della scoperta, ma per l'interpretazione fisica delle macchie, in quanto la presenza di queste dà un colpo mortale alla teoria aristotelica dell'incorruttibilità del Sole.
Queste nuove ed innovative idee di Galileo finiscono ben presto per imporsi sulle altre e per essere accettate da tutti, tanto che Scheiner, vent'anni dopo, raffigurerà il Sole come un mare infuocato costellato di vulcani, senza alcuna somiglianza con le rappresentazioni precedenti, che lo volevano come una sfera senza macchie.


  Riproduzione di un disegno di Galileo che rappresenta il sole. A destra una rappresentazione del sole del padre gesuita Scheiner

Dopo le ricerche di Galileo, per lungo tempo, il Sole fu osservato irregolarmente: una delle ragioni può consistere nel fatto che a partire dal 1650 l'attività solare fu molto ridotta e riacquistò un certo vigore soltanto in seguito al 1715. Riguardo a quanto detto, A.E.Douglas pensò di studiare la sezione di un tronco d'albero, la quale ha una struttura ad anelli, per vedere se il ritmo di crescita fosse legato all'attività solare. Egli scoprì che i periodi di sviluppo maggiore avvenivano con una frequenza di undici anni, coincidente con quello dell'attività solare e, in particolare, che nel periodo tra il 1645 e il 1715 il ciclo undecennale era praticamente assente. Tale periodo è chiamato "Minimo di Maunder".
Le idee sulla costituzione del sole, per tutto il secolo, si rivelarono ancora molto approssimative. C'era persino chi credeva che sotto gli strati esterni più caldi si trovassero zone fredde, con un clima ragionevolmente temperato, ed un globo solido e che il Sole potesse essere abitato da creature aliene.


  Il grafico mostra il numero medio annuale di macchie solari osservate negli ultimi secoli (1610-1976). Le prime osservazioni sono di Galileo, poi di Scheiner e di Hevelius. Si nota il “Minimo di Maunder”

STORIA DELLE OSSERVAZIONI SOLARI

Galileo Galilei, l'inventore del telescopio, è il primo ad osservare il Sole, nel 1610, scoprendo così l'esistenza delle macchie solari. Nello stesso periodo padre Scheiner pubblica le Lettere sulle macchie solari, scatenando varie interpretazioni e facendo crollare le convinzioni aristoteliche sull'incorruttibilità del Sole. Si afferma l'idea della presenza di vulcani sulla sua superficie.
Dopo la morte di Galileo il Sole viene osservato irregolarmente. Tra il 1650 e il 1715 si nota un calo dell'attività solare: tale periodo viene chiamato minimo di Maunder dall'astronomo che per primo si accorge del fenomeno. Si iniziano a formulare diverse ipotesi sulla struttura fisica del Sole, tra cui quella che sotto la superficie calda ci siano zone fredde su cui possano trovarsi degli alieni.
Nell'800 Fraunhofer scopre, sullo spettro solare, righe di assorbimento (sottili linee scure dovute all'assorbimento della luce solare), dando inizio allo studio spettroscopico, sviluppato in seguito da Padre Angelo Secchi. Nel 1895 in tal modo Ramsay identifica in laboratorio l'elio, la causa di alcune righe. Padre Angelo Secchi studia anche, con la tecnica fotografica, la corona e le protuberanze del Sole, visibili solo in caso di eclissi.
Nel 1900, Hale, con uno strumento chiamato spettroeliografo, scopre e osserva la connessione tra le macchie e le protuberanze stesse. A lui si deve anche la scoperta dei campi magnetici solari. Fa inoltre costruire a Mount Wilson, in California, due osservatori solari.
Nel 1929 Lyot progetta uno strumento (coronografo) per l'osservazione della corona solare. Esso svolge, assieme ai satelliti artificiali, un lavoro di costante controllo della corona solare.


COME OSSERVARE IL SOLE

Strumenti

L'osservazione del Sole può essere fatta sia con un telescopio rifrattore, cioè a lenti, sia con un riflettore, caratterizzato da uno specchio concavo.
Nel primo caso lo strumento deve avere un obiettivo con diametro minimo di 50 mm ed è possibile la proiezione dell'immagine su uno schermo. Nel caso dell'utilizzo di un riflettore è invece sconsigliata la proiezione in quanto rischierebbe di danneggiare lo strumento per surriscaldamento.

Tecniche di osservazione

L'osservazione può essere fatta in due modi:
1) per proiezione: si tratta della proiezione, con un apposito oculare, dell'immagine del Sole su uno schermo bianco, posto ad una certa distanza dallo strumento. Questo sistema permette di osservare e ricopiare in tranquillità le macchie della fotosfera solare, ma impedisce di cogliere altri fenomeni solari (granulazione, brillamenti, ecc...) e non offre una buona definizione.
2) osservazione diretta: consiste nell'osservare direttamente il sole applicando un filtro solare al telescopio, davanti all'obiettivo, in grado da proteggere gli occhi dall'altissima intensità della luce solare, ingigantita dall'effetto delle lenti. Questa tecnica permette un'osservazione più dettagliata della fotosfera solare, consentendo, tra l'altro, di contare con più precisione le macchie, ma non è adatta ai numerosi gruppi scolastici.


ALTRE TECNICHE DI OSSERVAZIONE

La radioastronomia

Tutti i corpi celesti emettono radiazioni elettromagnetiche e dal 1930 un ramo della scienza, la radioastronomia, inizia a studiare questi fenomeni, captando dei segnali regolari dalla Via Lattea, ritmati dal periodo di rotazione della Terra.
Solo nel 1942 si compiono le prime osservazioni di onde radio solari, che permettono di suddividere la radioemissione solare in diversi componenti con differenti origini. La prima è una componente continua di origine termica che dipende dalla temperatura del Sole. La seconda proviene dalla corona solare ed è una componente variabile. La terza, invece, è intermittente e può durare da qualche ora a qualche giorno e segnala fenomeni di forte intensità chiamati brillamenti.

 

Il sole nell'infrarosso

Dagli anni Sessanta, vengono fatti studi sistematici del Sole nell'infrarosso. Il particolare interesse di queste osservazioni risiede nel fatto che permettono di ottenere l'immagine tridimensionale dell'atmosfera solare. Misure di temperatura nell'infrarosso al centro e al bordo del disco consentono di integrare lo scenario della bassa atmosfera solare dalla cromosfera ai primi strati coronali. Queste ricerche hanno permesso di individuare il punto di più bassa temperatura della cromosfera, dove avviene l'inversione termica che sfocia poi nelle altissime temperature della corona.

Il sole ultravioletto

Intorno agli anni Cinquanta, le osservazioni della radiazione ultravioletta del Sole permisero di studiare la zona di transizione tra la cromosfera e la corona. Si poterono dunque notare macchie calde e regioni più fredde verso i poli che annunciano buchi coronali e un anello sottile più intenso, intorno al disco solare, dovuto alla visione in prospettiva della cromosfera.

Il sole a raggi x

Intorno al 1960 vennero costruiti i primi telescopi X; dal momento che il Sole è una sorgente di radiazione a piccola lunghezza d'onda e durante un'eclissi totale di Sole vennero mandati dei razzi a fotografare la stella per aumentare la risoluzione spaziale, si dimostrò che l'emissione x proveniente dal sole era concentrata nelle zone attive, e che spesso le sorgenti erano situate a grande distanza sopra la fotosfera.
Nel 1973 un razzo, lo Skylab, fece delle osservazioni straordinarie del Sole, evidenziando macchie calde, simili a "fari a raggi X", buchi coronali e emissioni coronali legate alle regioni attive.


Ciclo attività e ciclo attuale

Origine e caratteristiche delle macchie

Origine e caratteristiche delle macchie Le macchie solari sono manifestazioni visibili della attività della stella , in relazione con i campi magnetici polari locali del Sole. Purtroppo nessuna teoria fino ad ora avanzata è stata completamente accreditata. L'ipotesi più probabile è quella proposta da H.W.Babcok, per la quale esisterebbe un legame tra i fenomeni idrodinamici e quelli elettromagnetici solari. La spiegazione si avvale quindi della rotazione differenziale del Sole a diverse latitudini: ogni tre anni la regione equatoriale compie cinque rotazioni in più rispetto alla regione a 50° di latitudine; ciò dovrebbe produrre una distorsione delle linee di forza del campo magnetico che fuoriuscirebbero dalla superficie solare per poi rientrare formando un "cappio magnetico" (vedi fig. 1).

Le aree superficiali attraversate dal fascio magnetico originerebbero macchie solari.
Le macchie solari sono regioni più fredde della superficie formate da un'area centrale oscura che costituisce il nucleo od ombra della macchia e che appare contornata da una regione grigia, chiamata penombra. La penombra si mostra generalmente striata, o meglio formata da filamenti chiari e scuri che partono dal nucleo come raggi da un centro, a causa della disposizione dei costituenti fotosferici, ionizzati per il passaggio del campo magnetico.
Una macchia è una zona leggermente depressa, la cui superficie si trova a qualche centinaio di chilometri al di sotto della superficie visibile del Sole. Le dimensioni delle macchie sono molto diverse e la loro forma varia velocemente, spesso anche nello spazio di poche ore: ciò è facilmente spiegabile poiché la fotosfera, su cui esse si formano, si trova allo stadio gassoso alla temperatura di circa 6000° K. La temperatura della zona centrale delle macchie solari è invece inferiore e può variare da 4000 a 5200° K, mentre quella della penombra si aggira intorno ai 5500° K. La macchia solare appare oscura soltanto per il contrasto con la fotosfera circostante, in realtà la sua luminosità sarebbe molto intensa.
L'evoluzione di un tipico gruppo di macchie inizia con la comparsa su un lato del Sole di una o più strutture, di qualche migliaio di chilometri di diametro, chiamate "pori". La maggior parte delle macchie non supera questo stadio: solo pochi pori evolvono aumentando di dimensioni e sviluppando ombra e penombra. In questo stato, i diametri delle macchie variano da 7000 a 50000 km. Ogni macchia, durante tutta la sua "vita", è seguita da un'altra: la prima è denominata P (dall'inglese, precedente), la seconda macchia F (seguente in inglese). Nei primi giorni, macchie P e macchie F tendono ad allontanarsi fino a che, intorno al decimo giorno, non viene raggiunta la massima area delle macchie e la massima estensione del gruppo. Durante il declino di questo, le P e le F si riavvicinano: le F scompaiono per prime mentre le P, ormai molto piccole, possono durare ancora per un paio di mesi.
Il periodo della rotazione solare, vista dalla terra, è di circa un mese. Tuttavia, all'osservazione, un gruppo di macchie impiega solo tredici-quattordici giorni a percorrere il disco solare.


Attività e cicli solari

Sin dalla fine del 1700, era noto che le attività solari seguissero cicli undecennali più o meno regolari, infatti il valore medio della durata del ciclo solare, dopo l'anno 1715, è di undici anni, anche se l'intervallo più lungo è stato di diciassette anni (dal 1788 al 1805) e quello più breve di sette anni (dal 1830 al 1837). Anche l'intensità di attività varia molto: il massimo più intenso è stato quello del 1958 (con R, numero di Wolf, = 201,37), il meno intenso quello del 1816 (con R = 48,7). I cicli solari sono stati numerati considerando come primo ciclo quello iniziato nel 1755; attualmente ci troviamo nel 23° ciclo, iniziato nel '97, come verificato dalla nostra specola. Inoltre, molti astronomi sono d'accordo riguardo alla presenza di un ciclo avente un periodo di circa 80 anni che si sovrapporrebbe a quello undecenale: sembra che il massimo del ciclo di 80 anni coincise con il massimo del 19° ciclo solare.


Il minimo di Maunder

Nel 1890 l'astronomo inglese E. W. Maunder (1851-1928), esaminando le annotazioni di antiche osservazioni, scoprì che fra il 1645 ed il 1715 non ci furono praticamente macchie: il ciclo solare era sospeso. Ulteriori ricerche indicano che potrebbe essere stata assente anche la corona solare. Questo periodo è stato chiamato "Minimo di Maunder" o "Piccola Era Glaciale", perché si verificò un notevole calo della temperatura.
Recentemente alcuni dati sembrano dimostrare l'esistenza di un lungo periodo di minimo nell'attività solare coincidente con il minimo di Maunder, che potrebbe essere attribuito al sovrapporsi di una fase di minimo nel ciclo di 80 anni con la fase di minimo di un ipotetico ciclo di periodo ancora maggiore.


Cicli delle macchie passati e presenti

Il ciclo iniziato nel 1755 (convenzionalmente il n°1) è il primo ciclo di cui possediamo dati mensili sufficientemente attendibili.
Dopo la Piccola Era Glaciale (il minimo di Maunder), si è verificato un generale progressivo aumento del numero delle macchie
osservate per ogni ciclo solare successivo: un altro periodo di minimo, però, più breve e meno intenso, è stato osservato fra il 5° ed il 7° ciclo, a cavallo tra il 1700 e il 1800 (vedi figura 2).

Questo periodo è stato chiamato “Minimo di Dalton”. I successivi cicli fino al 18° sembravano confermare la presenza di un ciclo di 80 anni, con apice durante l’8° ciclo. Il 19°, invece, è stato il ciclo più attivo fra tutti quelli di cui si hanno informazioni (furono osservate fino a 250 macchie), e si pensava che, con il 20° ciclo, fosse iniziata una serie calante di cicli. Tuttavia, nonostante queste previsioni, il 21° ciclo è stato molto attivo, superiore non solo al precedente ma anche al 18°, non seguendo il possibile ciclo di 80 anni. Il 21° ciclo ebbe, inoltre, un secondo inaspettato massimo di attività quasi al termine degli 11 anni, cominciando poi a spegnersi vistosamente.
L'attuale 23° ciclo è iniziato negli anni '96-'97: in questo periodo si è perciò riscontrato un fortissimo incremento dell'attività solare (vedi tabella 1). Secondo i dati dell'Unione Astrofisica Italiana, nel primo semestre del 1996, quest'attività diventa più intensa a cominciare dal mese di luglio, con due picchi, uno ad agosto (22,4) e un altro a novembre (22,7). La media del numero di Wolf per l'anno 1996 è 11,3. L'intensificarsi dell'attività solare del secondo semestre del '96 continua nel 1997 arrivando ad un massimo di R=58,3 nel mese di novembre. Anche durante il '97 il secondo semestre ha avuto un'attività più intensa rispetto al primo, portando così la media a R=30,2.


Nº di Wolf - Anni

Mesi 1996 1997 1998 1999
Gennaio 13,0 9,3 43,9 104,3
Febbraio 5,4 11,9 55,7 103,2
Marzo 10,3 16,1 98,0 106,7
Aprile 8,2 23,8 71,5 105,0
Maggio 8,7 23,7 80,1 175,7
Giugno 15,0 23,4 83,3 228,3
Luglio 16,0 16,0 100,0 208,6
Agosto 22,4 37,1 143,7 189,8
Settembre 4,0 55,5 145,7 143,7
Ottobre 0,4 31,5 73,1 236,9
Novembre 0,9 58,3 115,6 240,7
Dicembre 9,3 55,1 183,0 159,3
Media annuale 9,47 30,23 99,47 166,87
Media macchie 4,55 12,86 45,17 85,57
Media Gruppi 0,54 1,50 4,62 6,73

In questa tabella sono riportati i dati riguardo alla media mensile del Numero di Wolf degli anni 1996, '97, '98, '99 rilevati dai più grandi osservatori del mondo!!


OSSERVAZIONE DELLE MACCHIE AL LICEO "PEANO"

La storia delle osservazioni astronomiche al Liceo "Peano" ebbe inizio nel 1980, con l'acquisto del primo telescopio Celestron 8, col quale si cominciarono ad osservare alcuni fenomeni quali eclissi solari e lunari. Nell'ottobre del 1990 venne inaugurata la Specola, utilizzata attualmente non solo dagli studenti del Liceo ma anche da un consorzio di appassionati e, con visite guidate, dalle altre scuole della Provincia.
Il lavoro di osservazione delle macchie iniziò una quindicina di anni fa ad opera del prof. Fulvio Romano, attuale direttore della specola, cui si deve la realizzazione della struttura. Fu portato avanti dagli studenti, sotto la guida del prof. Romano e dei docenti di scienze, Domenico Sanino e Riccardo Serra, con l'aiuto della sig.ra Anna Burdizzo, operatrice scolastica.
Dall'esame delle schede di osservazione realizzate al Liceo risulta la media dei numeri di Wolf sotto riportata.


I GRANDI OSSERVATORI MONDIALI

Il Monte Wilson

L'osservatorio solare di Monte Wilson si trova in California e possiede una torre solare alta 150 piedi, cioè circa 52,5 metri su cui è collocato un telescopio e studia continuamente l'attività del sole, pubblicando dei bollettini giornalieri sul sito www.mountwilsonobservatory.com.
Sta, inoltre, realizzando uno studio sui cicli di attività delle stelle.
Il progetto HK è un programma a lunga durata per monitorare questi cicli che sono simili al ciclo un decennale del sole. Più di cento stelle sono state osservate a partite dal 1966; attualmente il progetto sta studiando i cambiamenti a lungo termine dell'attività della cromosfera per circa 400 nane e stelle giganti .
Alcuni dati sul sole sono stati presi dall'osservazione di luce solare riflessa dalla luna da Olin Wilson sul telescopio di 100 pollici.
Alcune stelle mostrano due periodi di cicli simultanei. Altre stelle hanno attività variabile.


Osservatorio astrofisico di Catania

L'attività accademica catanese sulla Scienza del Cielo ebbe inizio nel 1788, ma prima che l'attività osservativa si potesse coniugare pienamente con l'attività accademica, passò quasi un secolo. L'osservatorio di Catania dimostrò ben presto la sua forte vocazione verso lo studio del sole, dal 1892 continuò ininterrotta l'osservazione solare utilizzando strumenti sempre più evoluti. Alla fine dell'800 Annibale Riccò e George Ellery Hale, sperimentarono il primo coronografo per l'osservazione della corona solare fuori eclisse.
Attualmente le ricerche condotte presso l'osservatorio astrofisico spaziano dalla fisica solare e stellare, alla fisica del sistema solare, alle galassie ed alla cosmologia.
Con le sue osservazioni giornaliere, l'osservatorio di Catania, ha contribuito all'ideazione dello spettrometro utilizzato nella missione SOHO (SOlar Heliospheric Observatory), dedicata allo studio del sole e del vento solare.
L'acquisizione di nuovi telescopi e moderni strumenti per l'osservazione, installati presso la nuova sede sull'Etna, consentì di avviare negli anni 60 ricerche di fisica stellare.

La fusione della tecnica osservativa e della fisica del sole e delle stelle ha portato lo sviluppo di un programma di ricerca denominato attività stellare di tipo solare che ha riscosso notevoli successi anche a livello internazionale. E' stato possibile non soltanto accertare la presenza di fenomeni di attività di tipo solare nelle stelle, ma di studiare la formazione e l'evoluzione temporale di macchie e facole, nonché di evidenziare la presenza di cicli di attività, simili al ciclo di 11 anni del sole.
Le osservazioni di comete sono strettamente connesse agli esperimenti condotti nel laboratorio di astrofisica sperimentale.
Questi tipi di ricerche hanno carattere interdisciplinare e sono condotte in collaborazione con fisici, chimici ed astrofisici dell'università di Catania e di altri istituti.
Tra le attività più recenti avviate presso l'osservatorio di Catania è rilevante quella che si propone di costruire un telescopio spaziale in collaborazione internazionale tra Russia, Ucraina, Italia e Germania. L'osservatorio di Catania ha la responsabilità della gestione generale in Italia, che vede coinvolti vari istituti scientifici e l'industria.
Altre ricerche sono indirizzate allo studio degli asteroidi, la teoria e l'osservazione delle oscillazioni solari e stellari, la cinematica e dinamica degli oggetti collassati, modelli e simulazioni della struttura e dinamica delle galassie e degli ammassi di galassie.
Presso i laboratori dell'Osservatorio Astrofisico di Catania, vengono svolte le attività connesse alla qualificazione di tutti i parametri caratteristici dei CCD, per avere i migliori rivelatori da installare sulla strumentazione del Telescopio Nazionale Galileo.
Inoltre, è in avanzata fase di sviluppo, in collaborazione con il Royal Greenwich Observatory, una camera CCD di nuova generazione che sarà installata sia sui telescopi inglesi che italiani all'Osservatorio delle Canarie a La Palma.


Joso

Nel 1968/1969, fisici solari di sette paesi europei (Repubblica Federale di Germania, Francia, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Svezia e Svizzera), crearono la "Joint Organisation for Solar Observation".
In questo documento descrissero un programma essenziale in cui si ponevano come meta la realizzazione di un osservatorio per le ricerche solari.
Col tempo si è riuscito a costruire un osservatorio alle Canarie e da allora sono stati istituiti vari gruppi di ricerca.


MACCHIE SOLARI E CLIMA

Tra le cause naturali che hanno inciso sulle vicende climatiche che si sono svolte nell'ambito di migliaia di anni si è sempre pensato a fatti di ordine astronomico, che vedono protagonista in primo luogo il Sole, il cui potere di emissione cambia nel tempo determinando di conseguenza possibili variazioni d'insolazione della Terra. Basti pensare che il Sole in un ciclo di 11 anni passa da un aspetto senza macchie ad un aspettato maculato, con macchie scure, sintomi di mutamenti importanti nella sua attività. A questo proposito i climatologi e gli astronomi britannici sono riusciti ad accertare che nel 1600 il periodo del gelo del Tamigi, coincise con la totale assenza di macchie solari. Questo lasso di tempo è chiamato minimo di Maunder, dallo studioso che per primo lo rilevò.


Quadro di Hendrick Avercamp (1585-1663) che raffigura il Tamigi gelato

Il fatto costituisce una conferma alla teoria che attribuisce ai periodi di debole attività del Sole la Terra più fredda. Le indagini statistiche avviate all'inizio del secolo hanno fatto notare anomalie meteorologiche in concomitanza con la massima attività solare, quindi in presenza di macchie solari. Si è riscontrato che lo spessore degli anelli di accrescimento delle piante subisce un incremento durante il periodo di massima attività solare, mentre gli stessi anelli risultano più stretti negli anni di scarse precipitazioni. Negli Stati Uniti i climatologi hanno osservato una successione di periodi di siccità ogni 22 anni circa che, corrispondono al ciclo magnetico delle macchie solari. Il clima nasce dall'equilibrio energetico che si stabilisce tra la radiazione solare in arrivo e la radiazione a onda lunga riemessa dal sistema Terra atmosfera verso lo spazio. L'energia solare che arriva al culmine dell'atmosfera per unità di superficie, corrisponde a 1. 370 watt per un metro quadrato, è definita come "costante solare": una definizione piuttosto impropria, perché l'intensità della radiazione emessa dal sole è, in realtà, continuamente variabile sia pure di poco in funzione del ciclo delle macchie solari. Non sono ancora ben noti, però, né il processo che associa alle variazioni del numero di macchie solari le variazioni di intensità della costante solare, né il meccanismo con cui le fluttuazioni della radiazione solare agiscono dando luogo alle modifiche del clima. Stime di vari ricercatori indicano, infatti, che le variazioni nell'energia emessa sono dell'ordine di qualche per mille e, perciò, a prima vista, non dovrebbero essere significative per un eventuale impatto sul clima. Molti studi sono stati eseguiti per individuare un segnale solare nell'interno di serie di dati climatici (temperature, precipitazioni e pressione). Ma i risultati non sono univoci: mentre in alcuni casi l'analisi periodale eseguita su questi dati indicava la presenza di un ciclo di circa 11 anni, in altri casi questo non avveniva. Nel 1992 due ricercatori dell'Istituto danese di meteorologia hanno pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale "Science" un lavoro in cui esaminano l'andamento dei dati di temperatura dell'aria al suolo nell'emisfero Nord in confronto con quello relativo alla durata del ciclo solare.


Esempio di macchie solari

Quest'ultimo, infatti, come avviene per la costante prima citata, ha una durata media di circa 11 anni, ma in realtà presenta variazioni che lo hanno fatto passare dal valore di 12 anni, registrato nella seconda metà dell'800 a meno di 10 anni negli anni '80. Il risultato di questa indagine è che la temperatura complessiva del nostro emisfero è in opposizione alla durata del ciclo solare: più il ciclo si accorcia più la temperatura aumenta il modo ben correlato, nel senso che le due curve presentano un andamento molto simile. Questo comporta alcune riflessioni. Nel dibattito sul mutamento climatico e sulla evoluzione futura del clima planetario si confrontano sostanzialmente due diverse linee di pensiero: la prima attribuisce le variazioni del clima, almeno quelle prevedibili per il futuro, alla crescita, legata alle attività antropiche, della concentrazione in aria dei cosiddetti gas serra; la seconda, invece, pone l'accento soprattutto sulla variabilità naturale del fenomeno. L'effetto indagato dai ricercatori danesi sembra segnare un punto a favore della seconda ipotesi: tuttavia è forse più prudente sospendere il giudizio e cercare di approfondire le conoscenze in materia, mantenendo comunque una vigile attenzione per tutta questa complessa fenomenologia. Quanto al "periodo caldo" che stiamo vivendo, non si dimentichi che l'attività solare non è mai stata così intensa come nell'ultimo mezzo secolo.


CURIOSITA'

Ciò che viene di seguito illustrato ha validità scientifica probabilmente discutibile; nonostante questo, evidenzia il notevole interesse dell'uomo verso la sua stella principale.

Macchie solari e attività umane

Nei periodi di intensa attività delle macchie solari, le trasmissioni radio ad onde corte, che normalmente funzionano solo a portata di vista, rimbalzano nella ionosfera e possono coprire distanze anche di diverse migliaia di miglia. Questo fenomeno viene detto skip. Anche voi potreste aver visto uno skip mentre guardate la televisione: uno skip ha luogo quando il segnale di una stazione lontana appare sovraimpresso al segnale dell'emittente su cui siete sintonizzati. Al contrario, nei periodi di scarsa attività delle macchie solari, è più difficile ottenere la comunicazione sulle lunghe distanze sulle
onde corte. L' attività delle macchie e dei brillamenti solari può anche essere in relazione con le tempeste magnetiche che avvengono sulla Terra. Le tempeste magnetiche possono danneggiare attrezzature elettroniche sensibili. Ad esempio, le tempeste magnetiche provocate dalle eruzioni solari nel marzo 1989 bloccarono il sistema energetico del Quebec oscurando delle zone di Montreal e di Quebec per oltre 9 ore.
Per quanto riguarda più direttamente le attività produttive, Edward R. Dewey, che nel 1940, creò la Fondazione per lo Studio dei Cicli, credeva possibile una relazione tra l' attività delle macchie solari e la produzione industriale.
Comunque, il nostro interesse per le macchie solari è cresciuto particolarmente quando abbiamo notato che nel 1987 ci sono stati 3 giorni in cui il numero di macchie solari, un indice di attività solare, ha oltrepassato il centinaio. Due di questi giorni erano giovedì 15 ottobre e venerdì 16. Si possono ricordare gli eventi del 19 ottobre 1987: il mercato azionario ebbe una caduta in picchiata di circa 500 punti, una delle situazioni più difficili nella storia di W alI Street. Tuttavia la probabilità di corrispondenza tra il Lunedì Nero, come spesso viene chiamato il 19 ottobre, ed un picco nell'attività solare è inferiore all'1%.
(da un articolo di Jeffrey Owen Katz, Ph.D.)


Influenza solare sulla vita della terra

Il Sole non è solo apportatore di luce e calore, essenziali per la vita sulla Terra, ma interferisce con tutti i processi vitali del nostro pianeta.
Studi molto seri attribuirebbero all' attività solare effetti sulla psiche umana, epidemie e perfino sconvolgimenti sociali.
Infatti la stessa malattia influenzale è più virulenta in anni di massima perturbazione
solare.
Nel 1918-191'influenza detta Spagnola provocò quasi 400.000 morti.
n 1957, anno di massima attività solare, vide alla ribalta l' Asiatica, che causò solo in Italia 10.000 morti in eccesso, cioè in più rispetto alla media. L 'Hong-Kong nel 1969- 70 ne causò 20.000. Negli anni 1989-90 è stata la volta della Cinese, che, oltre a provocare una vera e propria ecatombe in Inghilterra, stese a letto non meno di 2 milioni di italiani ed in America milioni di persone.

Secondo due scienziati (Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe), il fatto che le ultime epidemie d'influenza più gravi siano avvenute ogni undici anni, quando maggiore è stata l' attività del sole, non è una semplice coincidenza. I due scienziati, infatti, sostengono che lo spazio è abitato da forme viventi primordiali come i virus, compreso quello che nell'uomo causa l'influenza. La grande intensità che raggiunge il vento solare ogni undici anni trasporterebbe molti più virus sulla Terra, causando le epidemie più gravi.
(da un articolo di G. Cosco)


Influenza sulla psiche

Vi sono relazioni tra l'intensità delle macchie solari e certe perturbazioni psichiche? Sembrerebbe proprio di si'. Per quanto riguarda i suicidi ( e non solo) significative relazioni erano state ipotizzate già da molto tempo. B. e T. Dull, più di sessanta anni fa, comunicarono, dopo anni di studi, che avevano osservato sensibili aumenti di suicidi, 1'8%, in giorni di grande attività solare. Un altro settore di ricerca avrebbe individuato perturbazioni di questo tipo quale causa di incidenti. Due ricercatori Tromp ( 1963) e Lynn (1971) hanno pubblicato lavori del genere. Nel primo R. Reiter dopo aver studiato 362.000 incidenti accaduti, in 2 anni, nell'industria, aveva scoperto che questi avevano subito incrementi dal 20 al 25 % in periodi di intensa attività solare. Reiter in un secondo studio, relativo a 21.000 incidenti stradali, aveva ottenuto analoghi risultati.
Sarebbero state trovate relazioni, anche, tra gli infarti cardiaci e le perturbazioni solari. Già nel 1945 era stato osservato che la curva della mortalità per malattie di cuore nell'ex Unione Sovietica era stata in stretta relazione con l'indice delle macchie solari. (Fonte: Pejarskaia, citato da N. Schulz, Annales medicales de Nancy, maggio 1962, pag. 182).In India uno studio in tal senso è stato condotto dai dottori Malin e Srivastava (1979). Il periodo preso in considerazione va dal 1967 al 1972. Furono studiati 5000 casi di ricovero per infarto avvenuti in due ospedali e studiati in relazione all' indice giornaliero di attività geomagnetica terrestre in rapporto all' intensità delle macchie solari. Il risultato a cui pervennero i due studiosi fu molto significativo.


Cambiamenti sociali

Lo scienziato sovietico A.L. Tchijewsky (1897-1964), professore alla Facoltà di medicina dell'Università di Mosca estese le sue ricerche anche ai grandi cambiamenti sociali, guerre, rivoluzioni ecc., pensando "che esista un potente fattore esterno alla nostra Terra che governa lo sviluppo degli eventi nelle società umane e li sincronizza con l'attività del sole". E' un'affermazione alquanto azzardata, quella dello scienziato, che tuttavia con le sue ricerche trovò ed elencò tutta una serie di fatti che gli permisero di consolidare le sue idee. Nel 1922, aveva disegnato un diagramma che dimostrava che in un periodo di almeno 2400 anni di storia del mondo, i grandi movimenti sociali, comprese tutte le guerre più gravi, le battaglie e le rivoluzioni registrate nella storia di tutti i popoli, si verificano numerosi ogni 11 anni, in periodi di massima attività solare.
Alcuni esempi di Tchijewsky chiariscono l'influenza del metronomo solare: le rivoluzioni francesi del 1789, 1830 e 1848, ebbero luogo tutte vicino a periodi di massima attività solare. come, pure, lo scoppio della seconda Guerra Mondiale, e il
periodo di agitazioni studentesche del 1968, l'alternarsi dei ministeri liberali e conservatori in Inghilterra, tra il 1830 e il 1930.