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  1. Il SoleNuove conoscenze sulla nostra stellae la sua influenza sulla TerraMaria Pia Di MauroINAF - Osservatorio Astrofisico di Catania

  2. Dimensioni della Terra Le dimensioni • Massa: 1.98·1030 kg • E’ 333400 volte più massiccio della Terra e contiene il 99.86% della massa dell’intero Sistema Solare • E’ costituito da 73.4% di Idrogeno, 25% di Elio e 1.6% di altri elementi • Raggio: 696000 km

  3. Zona Convettiva • L’energia viene trasportata per convezione • Zona Radiativa • L’energia viene trasportata per radiazione • Nocciolo • Viene prodotta l’energia • La fusione nucleare trasforma in ogni secondo circa 700 milioni di tonnellate di idrogeno in elio La Struttura interna

  4. Processo di fusione…. • 4 nuclei di idrogeno (H) si combinano per formare 1 nucleo di Elio (He) che è più leggero • Ogni secondo 700 milioni di ton di H vengono convertite in He • Questo processo rilascia un’enorme quantità di energia • Energia totale irradiata per sec: 4·1026 J=30 milioni di miliardi di kW= bomba da 100 miliardi di Megaton (bomba di Hiroshima è stata di 12 kton)=8000 miliardi di bombe di Hiroshima

  5. Eliosismologia • L’intero Sole è pervaso da piccoli terremoti generati dal propagarsi di onde acustiche • Le onde sonore dipendono dalle condizioni nell’interno solare • Osservando queste oscillazioni in superficie, si possono ricavare informazioni sull’interno

  6. La Rotazione • Zona convettiva: rotazione differenziale, più lentamente ai poli (35 giorni) e più velocemente all’equatore (25 giorni) • Zona radiativa: ruota quasi come un corpo rigido

  7. Il Campo Magnetico del Sole • Il Sole è interessato da forze magnetiche molto intense. • Le frecce rosse indicano linee di forza aperte del campo magnetico solare, che emergono nelle regioni polari. • Le frecce grigieindicano linee di forze aperte • Le regioni attive sono caratterizzate da linee di forza chiuse(gialle).

  8. Corona Interno del Sole Atmosfera solare L’atmosfera del Sole

  9. La fotosfera E’ la superficie visibile del Sole caratterizzata dalla presenza di facole (zone luminose), macchie solari, granuli

  10. Sono delle aree scure (ombra, penombra) e fredde sulla fotosfera del Sole che indicano zone con intensa attività magnetica Appaiono più scure perchè hanno una temperatura (circa 4000 K) minore ripetto alle zone circostanti (6000 K) Il trasporto di energia dall’interno solare è inibito Possono durare da un paio di ore fino a qualche mese Le Macchie Solari Magnetogramma del Sole: le aree chiare e quelle scure indicano la presenza di intensi campi magnetici di polarità opposta Immagine dettagliata di macchie solari

  11. La Cromosfera Brillamenti Loops Protuberanze Filamenti Spicole

  12. I Brillamenti • Esplosioni molto violente che in pochi minuti riscaldano la materia ad una temperatura di diversi miliardi di gradi • Accompagnate da emissione di particelle cariche, radiazione elettromagnetica e massa • Si formano in corrispondenza di macchie solari, tra zone con campo magnetico di segno opposto

  13. Loops (cappi) Il plasma segue linee di forza magnetiche molto intense che si estendono al di sopra della superficie formando degli archi

  14. Protuberanze • Sono strutture di plasma cromosferico che interessano la corona • Possono durare settimane, mesi • Quiescenti o Eruttive

  15. La Corona Solare . • Mentre la temperatura della superficie è di circa 6000o C, in corona raggiunge i 2 milioni di gradi • La causa di questo rapido aumento di temperatura è ancora oggi uno dei grandi misteri della Fisica Solare. 2 000 000 o K The black circle divides two images.

  16. LA CORONA SOLAREdurante un’eclissi

  17. Che cos’è il Vento Solare? • Flusso costante di particelle che fluisce dalla corona solare • Temperatura di circa 1 milione di gradi e velocità di circa450 km/s • Il Vento Solare si estende oltre l’orbita di Plutone (circa 5900 milioni di chilometri) • Esercita una pressione sulla magnetosfera della Terra e ne determina così la forma • Malgrado abbia una densità bassa, il vento esercita una notevole influenza sulla Terra

  18. Il Vento solare

  19. L’Aurora Boreale

  20. Emissione Coronale di Massa Esplosioni di gas a milioni di gradi generate con la rottura delle forze magnetiche. In brevissimo tempo miliardi di tonnellate di particellealla velocità di milioni km/h

  21. La Connessione Sole-Terra • Come varia il Sole? • Qual è la risposta della Terra? • Qual è l’impatto sull’uomo?

  22. Dal Minimo al Massimodell’Attività Magnetica Solare

  23. Il Ciclo di Attività Solare Minimo di Maunder • Un indicatore dell’attività magnetica solare è il numero di macchie solari • Il sole presenta un ciclo di attività magnetica di 11 anni

  24. Variazioni Climatiche • 11 anni: Ciclo delle macchie (Wolf) • 80-90 anni: Gleissberg, legato all’oscillazione del Sole attorno al centro di massa del sistema solare • 208 anni: Suess, basato sulla concentrazione di 14C

  25. Meteorologia Spaziale • La Meteorologia Spaziale (SPACE WEATHER) si riferisce alle condizioni sul Sole, nel Vento Solare, nella Magnetosfera, Ionosfera e Termosfera della Terra, che possono influire sulle prestazioni e l’affidabilità di sistemi tecnologici spaziali e terrestri ed avere effetti sulla vita e la salute dell’uomo. • Effetti di “Space Weather” su impianti terrestri non sono un fenomeno nuovo • 17 Novembre 1848: Interruzione della connessione telegrafica tra Pisa e Firenze • Settembre 1851: Interruzione della connessione telegrafica in New England

  26. Effetti delle Tempeste Solari PARTICELLE AD ENERGIA MEDIO-BASSA ARRIVO: 2-4 GIORNI DURATA: GIORNI RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA ARRIVO: IMMEDIATO DURATA: 1-2 ORE PARTICELLE AD ALTA ENERGIA ARRIVO: 15 MIN - ORE DURATA: GIORNI EVENTI A PROTONI TEMPESTE GEOMAGNETICHE RAGGI X, EUV, ATTIVITA’ RADIO • CARICA E ATTRITO AI SATELLITI • ERRORI DI INSEGUIMENTO • ERRORI TRAIETTORIA DI LANCIO • INTERFERENZE CON I RADAR • ANOMALIE EMSSIONI RADIO • BLACKOUT ENERGIA ELETTRICA • DISORIENTAMENTO SATELLITi • LETTURE FALSE DAI SENSORI • DANNI VEICOLi SPAZIALi • FALLIMENTO LANCIO SATELLITI • RADIAZIONE AEREI ALTA QUOTA • INTERFERENZE SATCOM • INTERFERENZE RADAR Origine: Brillamenti CME/Brillamenti CME/Buchi Coronali

  27. Danneggiamento di Satelliti Guasti più recenti a satelliti: • Telestar 401 (11 Gen 1997) • Collegamenti TV ecc.. • Galaxy IV (1998) • 80% dei cercapersone in Nord America ridotti al silenzio Più di 12 satelliti perduti a causa di effetti dovuti allo Space Weather I danni spaziali degli ultimi 4 anni ammontano probabilmente a più di 1000 miliardi di lire (500 M€) Gli interessi commerciali spesso non consentono la divulgazione di tali anomalie.

  28. Space Weather • La nostra società dipende dalla tecnologia • Il settore di mercato delle comunicazioni in più rapida crescita è quello basato sui satelliti • Trasmissioni TV/Radio, • Servizio telefonico a lunga distanza,Telefoni cellulari, Cercapersone • Internet, transazioni finanziarie • Uomini nello Spazio Gli Studi di Space Weather saranno sempre più importanti in futuro per la nostra società.

  29. La Missione SOHO(SOlar and Heliospheric Observatory) • Programma congiunto dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e di quella americana (NASA). • Un gruppo di industrie guidato da Matra Marconi Space ha costruito SOHO in Europa. Gli strumenti sono stati forniti da 9 direttori di ricerca europei e 3 americani. Pagine Web di SOHO http://sohowww.estec.esa.nl/ Il Monitoraggio a Lungo Termine • Perchè il Sole varia? • la dinamo solare, l’atmosfera • “Space Weather” ovvero: in che modo la variabilità solare ha effetto sulla vita e la società? • risposta della magnetosfera • Come risponde il pianeta alle variazioni solari? • cambiamenti climatici