Cos'è il Sole

Il Sole è la stella al centro del nostro sistema solare ed è una delle duecento miliardi di stelle che compongono la nostra galassia (la Via Lattea). È una sfera di gas ionizzati ad altissima temperatura, chiamati plasma, che si comportano in modo diverso dai gas ordinari. I gas sono concentrati intorno a un nucleo centrale del Sole sotto l'effetto della forza gravitazionale, sufficientemente grande per innescare il processo di fusione nucleare.

La struttura del Sole è composta da un nucleo interno non visibile, una zona intermedia e un'atmosfera solare; quest'ultima comprende la superficie visibile, quella che normalmente osserviamo dalla Terra. La temperatura sulla superficie solare raggiunge una media di 5700-6000°C. Pur non avendo molte informazioni sulla struttura interna non osservabile del Sole, gli scienziati ipotizzano la presenza di un nucleo, la cui temperatura potrebbe toccare livelli vertiginosi, circa 15-16 milioni di gradi.

Il Sole irradia verso l'esterno sia radiazioni elettromagnetiche sia piccole particelle cariche, come i neutrini. Questa potente fonte di energia alimenta l'intero sistema planetario. Senza l'energia solare, infatti, la vita organica vegetale e animale sulla Terra non esisterebbe. Persino le risorse come il petrolio e altre fonti di energia fossili sono il prodotto dell'energia solare del passato.

Le dimensioni del Sole

Le dimensioni del Sole sono abbastanza ridotte per una stella. La nostra stella è classificata come una stella media della sequenza principale di tipo spettrale G2 (la quinta classe per luminosità) di colore giallo all'interno.

Le principali caratteristiche del Sole sono le seguenti:

• Il Sole ha un raggio di 696.500 km, circa 109 volte il raggio della Terra. Se il Sole fosse vuoto, potrebbero entrarci più di un milione di Terre. Nonostante le dimensioni ridotte la nostra Stella ci appare gigante nel cielo grazie alla vicinanza del nostro pianeta.
• La sua massa è stimata intorno a 2x10³⁰ kg, circa 330.000 volte la massa terrestre e 750 volte la massa di tutti i corpi del sistema solare. Questo rende la forza gravitazionale del Sole molto forte, motivo per cui i pianeti orbitano attorno a esso.
• Essendo composto prevalentemente da gas come elio e idrogeno, il Sole ha una densità media di 1,41 g/cm³ , che è un quarto della densità media della Terra. Come stella il Sole è classificato di quinta luminosità (gamma spettrale G2 di colore giallo).

Distanza della Terra dal Sole

Il Sole dista dal nostro pianeta in media 149,6 milioni di km. La distanza è comunque variabile nel corso dell'anno da 147,1 a 152,1 milioni di km.

Età del Sole

L'attuale età del Sole è stimata a 4,57 miliardi di anni. Considerando la vita media delle stelle simili, il Sole può considerarsi a metà della sua vita complessiva. La reazione di fusione nucleare nel Sole si basa sulla fusione di due atomi di idrogeno in un atomo di elio. L'atomo di elio è meno pesante dei due atomi d'idrogeno iniziali. La differenza mancante di materia tra l'atomo di elio (output) e i due atomi di idrogeno (input) si è trasformata in energia e si propaga verso l'esterno della stella. Come insegna la prima regola della termodinamica, "nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma". Ogni secondo il Sole trasforma circa 564 milioni di tonnellate d'idrogeno in 560 milioni di tonnellate di elio. Ogni secondo 4 milioni di tonnellate di materia si trasforma in energia. La relazione tra massa ed energia è formalizzata scientificamente dalla formula di Einstein:

E = mc²

E = mc2 è un'equazione fisica che stabilisce una relazione tra l'energia (E) e la massa (m) di un sistema fisico. Dove E rappresenta l'energia, espressa in joule (= N·m = W·s = kg· m²/s²); m rappresenta la massa, espressa in chilogrammi (kg); c rappresenta la velocità della luce, espressa in m/s (299 792,458 km/s, generalmente approssimata a 300 000,000 km/s). L'energia solare sprigionata dalla nostra stella è pertanto enorme. La quantità di energia che investe il nostro pianeta è individuata dalla costante solare ed è pari al valore di 1,374 kW/m² al minuto. Il valore della costante solare è calcolato in una situazione di irraggiamento solare perpendicolare. Complessivamente, la quantità di energia che il Sole irradia ogni anno entro l'atmosfera terrestre è stimata a 5,47x10²³ joule. Di questa, soltanto il 70% riesce a raggiungere la superficie terrestre.

Il flusso energetico solare

Non tutto il flusso energetico solare giunge fino alla superficie terrestre. Circa la metà delle radiazioni solari viene diffusa, riflessa o assorbita dall'atmosfera terrestre e dalla crosta terrestre. Il 6% dei raggi luminosi sono deviati dal gas atmosferico e una parte dei fotoni devia verso lo spazio esterno anziché raggiungere il nostro pianeta. Un'altra parte delle radiazioni è riflessa dalle nubi, dalla superficie marina e dall'effetto albedo nei vari territori. Infine, il calore dei raggi solari è assorbito dalle molecole gassose nell'atmosfera e dalla Terra stessa.