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L’apparente ‘varianza’ di G e la lunghezza del giorno

La costante di gravitazione universale di Newton, indicata con la lettera G, è la costante fisica della natura che determina l’intensità della forza gravitazionale. Essa è stata misurata una decina di volte nel corso degli ultimi 40 anni, ma le misure hanno mostrato delle oscillazioni, più di quanto ci si aspettava, a causa di una serie di errori casuali e sistematici. Oggi, gli scienziati hanno trovato che il valore di G varia nel corso del tempo con un andamento di tipo sinusoidale il cui periodo è di 5,9 anni. Secondo i ricercatori, però, non è G che varia piuttosto qualcos’altro che influenzerebbe così le misure. I risultati sono pubblicati su Europhysics Letters.

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Il Sole, una sfera di gas ‘perfetta’

Qual è, secondo Voi, la sfera più rotonda che esista in natura? Facile, il Sole! E’ quanto emerge da uno studio condotto da un gruppo di astrofisici del Gruppo Solare presso l’Università delle Hawaii che dopo circa due anni di osservazioni sono stati in grado di ottenere misure estremamente precise delle sue dimensioni.

Come una sorta di palla di gas in rotazione, gli astronomi hanno da sempre sospettato che la nostra stella fosse leggermente gonfia in prossimità dell’equatore. Questo effetto lo si può vedere abbastanza bene nel caso di Giove. La sua rapida rotazione attorno al suo asse, una volta ogni dieci ore, lo rende circa il 7% più allungato, per così dire, lungo l’equatore rispetto alla distanza dai poli. Il gruppo di ricercatori guidati da Jeffrey Kuhn hanno condotto una serie di osservazioni ricavando la prima misura alquanto accurata del rigonfiamento equatoriale del Sole. I risultati sono stati sorprendenti: il Sole non presenta alcun rigonfiamento, in altre parole la differenza tra il diametro misurato lungo l’equatore e quello misurato tra i due poli è di soli 10 Km. Per fare un paragone, se scaliamo le dimensioni del Sole a quelle di un pallone da calcio, questa differenza sarebbe meno della lunghezza di un capello. Sulla Terra, esiste solo una sfera artificiale di silicone perfettamente sferica che è stata creata come peso standard. Queste misure eccezionali sono state rese possibili grazie alle osservazioni dallo spazio che hanno permesso di eliminare gli effetti di rifrazione dovuti all’atmosfera terrestre. Gli scienziati hanno utilizzato gli strumenti a bordo del Solar Dynamics Observatory (SDO) anche se questi non sono stati così precisi da permettere osservazioni dirette. Infatti, il satellite è stato ruotato diverse volte per prendere le immagini del Sole ad angolazioni differenti in modo da eliminare quelle piccole imperfezioni dovute agli strumenti stessi. Inoltre, l’analisi della velocità di rotazione dei diversi strati solari indica che gli strati più esterni si muovono molto più lentamente di quanto ipotizzato e, secondo Kuhn, ciò è dovuto alla presenza di una certa turbolenza presente sotto gli strati superficiali. Infine, gli astronomi hanno cercato di capire se esistono delle correlazioni tra il rigonfiamento equatoriale e il ciclo solare concludendo che se esistono devono essere molto piccole. Kuhn è convinto che questo è solo l’inizio: “Ogni volta che lo osserviamo, il Sole si prende gioco di noi e ci mostra sempre nuove soprese!”.

[Abstract: The Precise Solar Shape and Its Variability]

Dal 2016 il Sole potrebbe diventare più ‘quieto’

E’ quanto emerge da uno studio condotto da alcuni scienziati che studiano la nostra stella. La formazione delle macchie solari è causata dai campi magnetici che, sembra, si stanno indebolendo. Gli astrofisici prevedono che dal 2016 potrebbero non esistere più macchie solari perciò il Sole andrebbe verso uno stato di minima attività per diversi anni. L’ultima volta che le macchie sono scomparse accadde nel XVII e nel XVIII secolo e coincise con un lungo periodo di freddo noto come la “Piccola Era Glaciale“.

Le macchie solari vengono osservate sin dal 1700 ed è noto che la loro apparizione e scomparsa segue un ciclo di circa 11 anni. Il periodo di minimo dura di solito 16 mesi e quello attuale è già dura da 26 mesi, il più lungo finora registrato in un secolo. Matthew Penn e William Livingston del National Solar Observatory (NSO) a Tucson, Arizona, hanno esaminato 1500 macchie solari e hanno trovato che l’intensità media del campo magnetico delle macchie è scesa da 2700 gauss a 2000 gauss (il campo magnetico terrestre è circa 1 gauss). La ragione di questa diminuizione non è ancora nota ma Livingston ha dichiarato che se l’intensità del campo magnetico continua a scendere allo stesso ritmo di quella osservata arriverà ad avere un valore di circa 1500 gauss nel 2016 e al di sotto di questo valore le macchie solari non si dovrebbero formare. Durante il periodo che va dal 1645 al 1715, noto come il Minimo di Maunder, la superficie del Sole non presentava macchie solari. Questo periodo, noto come la Piccola Era Glaciale, produsse un abbassamento delle temperature medie in Europa. Livingston ha inoltre spiegato che questi risultati devono comunque essere trattati con cautela dato che le tecniche di misurazione che sono state utilizzate sono relativamente nuove e non è ancora noto se l’indebolimento del campo magnetico continuerà, o meno. Dunque, solo il tempo ci darà la risposta!

ArXiv: Long-term Evolution of Sunspot Magnetic Fields