La morte del sole

Il sole è una stella media di terza generazione la qui formazione sarebbe stata indotta dall’esplosione di una o più supernove nelle vicinanze di un’estesa nube molecolare del braccio di Orione circa 4,57 miliardi di anni fa.

È accertato che circa 4,57 miliardi di anni fa il collasso della nube innescato da una supernova portò alla formazione di una generazione di giovanissime stelle tra le quali il nostro sole.

La presenza di elementi pesanti residuate dalla formazione stellare portarono alla formazione di un disco planetario attorno alla stella nascente che a seguitò portò alla formazione dei pianeti del sistema solare.

Il sole regna attualmente in una lunga fase di stabilità e si trova attualmente a circa metà della propria sequenza principale: durante la quale la nostra stella genera calore attraverso la fusione, all’interno del proprio nucleo, dall’Idrogeno in Elio.

Quando la nostra stella esaurirà l’Idrogeno, tra circa 5 miliardi di anni, entrerà in una fase fortemente instabile, gli strati esterni si espanderanno e si raffredderanno assumendo una colorazione tipicamente rossastra, mentre il nucleo si surriscalderà fino a raggiungere i 100 milioni di gradi Kelvin.

Il sole diverra così una stella gigante rossa avente un diametro fino a 100 volte superiore a quello attuale tanto da inglobare Merurio e con ogni probabilità anche Venere durante la propria fase morente, incerto invece il destino della terra, tuttavia prevale l’ipotesi che la perdita di massa del sole farebbe allargare la propria orbita, che slitterebbe a quasi 1,7 UA evitandone così l’inglobamento.

Ricordo che 1 UA è equivalente a 1496×10[11] metri ossia poco più di 149,6 milioni di chilometri che corrisponde alla distanza media tra il sole e la terra considerando l’Afelio (circa 152 milioni di chilometri) e il Perielio (circa 147 milioni di chilometri) trattandosi di un’orbità variamente elittica quella della terra che ruota intorno al sole nell’arco di un anno.

Tuttavia il nostro pianeta cambierà completamente volto, tanto che la vita sul nostro pianeta diverrà impossibile: gli oceani verrannò evaporati dalle elevatissime temperature mentre gran parte della nostra atmosferà si disperderà nello spazio, poichè l’energia cinetica delle particelle diverrà tale da far sfuggire le molecole dell’aria alla forza di gravità terrestre permettendone la dispersione.

La fase di gigante rossa della nostra stella durerà probabilmente circa mezzo miliardo di anni dopodichè tra probabilente 7,8 miliardi di anni, il nucleo del sole tenderà a comprimersi, mentre gli strati esterni verranno espulsi attraverso un potente il vento solare attraverso lo spazio interplanetario, fin che del sole, dopo tale processo, non resterà che una nana bianca avente le dimensioni della terra, che si spegnerà molto lentamente nell’arco di molti miliardi di anni fino a divenire un corpo oscuro simile alla terra stessa, dunque non in grado di emettere luce.

Uno scenario tipicamente riservato alle stelle dotate di massa similare a quella del sole, ossia non aventi una massa sufficientemente elevata da esplodere come supernova durante lo stadio finale del processo di morte.

Quando questo accadrà con ogni probabilità noi non ci saremo più, si è calcolato che una specie ha una duranta di vita limitata, mediamente prossima ai 10 milioni di anni sulla terra, considerando che la specie Homo è presente da circa 4 milioni di anni, si può dedurne che sia destinata a durare ancora 6 milioni di anni circa.

III Lezione corso Meteo: L’ irraggiamento

L’irraggiamento termico è uno dei meccanismi di trasmissione dell’energia come calore. La sua peculiarità è di non necessitare di un supporto materiale, potendo avvenire anche attraverso il vuoto. L’irraggiamento, per esempio, è il meccanismo mediante il quale l’energia emessa dal Sole raggiunge e riscalda la Terra.
La trasmissione del calore per irraggiamento tra due corpi può avvenire anche in presenza di un mezzo di separazione più freddo di entrambi i corpi: per esempio, l’energia termica emessa da una fiamma raggiunge una persona attraversando aria più fredda, oppure la radiazione solare raggiunge la superficie della Terra dopo aver attraversato, alle elevate altitudini, strati d’aria molto freddi.

L’irraggiamento termico rientra nel più vasto fenomeno fisico della radiazione elettromagnetica. Tutti i corpi materiali, i solidi così come i liquidi ed i gas, emettono energia sotto forma di radiazione elettromagnetica e sono in grado di assorbire tale energia radiante: è così possibile realizzare tra due corpi un trasferimento di energia.
Le onde elettromagnetiche emesse dai corpi viaggiano alla stessa velocità c di propagazione della luce nel mezzo che attraversano e sono caratterizzate dalla frequenza f, la cui unità di misura è Hz e rappresenta il numero di cicli nell’unità di tempo, dalla lunghezza d’onda  lambda generalmente misurata in microm che rappresenta la distanza percorsa in un periodo.
Queste grandezze sono legate tra di loro dalla seguente relazione:

c=f

La velocità di propagazione della luce nel vuoto vale circa 300.000 km/s.
Esistono diversi tipi di onde elettromagnetiche, ciascuno prodotto da una differente causa: i raggi gamma sono prodotti da reazioni nucleari, i raggi X sono prodotti dal bombardamento di metalli con elettroni di alta energia, le microonde sono prodotte da speciali tubi elettronici come il magnetron, le onde radio sono prodotte dal flusso di corrente alternata in conduttori elettrici e la radiazione termica è causata dalla temperatura dei corpi.
L’irraggiamento pertanto si occupa non dello studio di tutta la radiazione elettromagnetica ma solo dello studio della radiazione termica cioè dell’energia elettromagnetica emessa dai corpi a causa della loro temperatura.
Le radiazioni elettromagnetiche differiscono molto nel loro comportamento al variare della lunghezza d’onda. Esse coprono un esteso campo di lunghezze d’onda variabile da meno di 10-9 microm per i raggi cosmici a più di 10^10 microm per le onde elettriche di potenza.
La radiazione termica è caratterizzata da lunghezze d’onda che variano da circa 0,1 microm a 100 microm. Essa include quindi tutta la radiazione visibile, caratterizzata da lunghezze d’onda comprese tra 0,40 e 0,76 microm, e parte della radiazione infrarossa e ultravioletta.

La radiazione elettromagnetica emessa da un corpo per irraggiamento varia sensibilmente al variare della temperatura del corpo, della lunghezza d’onda, del materiale costituente il corpo e del trattamento superficiale di quest’ultimo.
Ad esempio, a parità di lunghezza d’onda e di temperatura, una superficie di ferro ossidato emette grosso modo quanto una superficie intonacata a calce; se il ferro è accuratamente lucidato, la radiazione emessa diventa meno della decima parte.
L’energia termica emessa da una superficie, così come tutte le grandezze che entrano in gioco nell’irraggiamento termico, dipende dalla lunghezza d’onda.

Per saperne di più ci si può iscrivere al corso meteo.