Sbuffi, eruzioni, macchie, perturbazioni e altri capricci non se ne vedono più. Il Sole, in questo periodo, appare più quieto. Cosa significa? In quale fase della sua vita si trova la nostra stella? Quali gli effetti sulla nostra esistenza e, soprattutto, sul nostro clima? Mauro Messerotti, astrofisico Inaf dell’Osservatorio di Trieste, lo studia da lustri.
Professor Messerotti cosa sta accadendo alla nostra stella?
«Diciamo che si trova attualmente in una fase di minima attività, caratterizzata dall’assenza di macchie solari in fotosfera, la superficie visibile dove si manifestano come regioni più scure perché più fredde della zona circostante. Questi fenomeni interessano sia la Terra che gli altri pianeti».
Il Sole, quindi, sta attraversando una fase fisiologica della sua evoluzione?
«L’indicatore primario del livello di attività solare è il conteggio del numero di macchie solari sulla fotosfera. Infatti, molte macchie solari danno origine a molti fenomeni di attività grazie al loro intenso campo magnetico, mentre l’assenza di macchie solari determina una drastica riduzione della fenomenologia. Il numero di macchie solari aumenta e diminuisce secondo una periodicità di circa 11 anni, in realtà i periodi osservati sono compresi tra 9 e 13 anni».
Da quando abbiamo cominciato a studiare questi cicli?
«Dal 1755. Quello che è in fase di conclusione è il ventiquattresimo che è iniziato nel 2008. Presumibilmente entro quest’anno, o il prossimo, inizierà il ciclo 25».
Il Sole ha circa 5 miliardi di anni, noi lo studiamo da trecento… Un po’ pochino per conoscerlo a dovere, non trova?
«Sì, lo stiamo cominciando a comprendere solo da poco ma fondamentalmente, anche se conosciamo molte cose, i suoi misteri ci affascinano sempre di più».
Cosa dobbiamo aspettarci da questo nuovo ciclo?
«Intanto diciamo che anche al minimo dell’attività solare vi sono sempre delle perturbazioni che interessano i nostri sistemi tecnologici (satelliti, aeroplani, ecc.) e biologici (astronauti, equipaggi degli aerei). Infatti quando il Sole è attivo, il vento solare (flusso di particelle elettricamente cariche emesso continuamente, ndr) è più denso e più veloce, quindi è in grado di schermare la Terra dalla componente a bassa energia dei raggi cosmici (particelle di alta ed altissima energia prodotte in processi come l’esplosione di supernove, ndr). In condizioni di minima attività il vento solare è più lento e meno denso, così il suo potere di schermo diminuisce e il flusso di raggi cosmici aumenta del 20%, costituendo un maggiore fattore di rischio».
Cosa prevedete per questa nuova fase?
«Se l’evoluzione seguirà la tendenza degli ultimi tre cicli di attività, dovremmo aspettarci un ciclo ancora più modesto in termini di numero di macchie solari e di fenomeni di attività correlati. Questo però non ci libera dai rischi delle perturbazioni spaziali».
Continua più intensa di prima la diatriba sul clima del nostro pianeta. In particolare quanto incidano su di esso le attività umane e quanto quelle del Sole.
«La radiazione solare più energetica (raggi X e ultravioletti) gioca senz’altro un ruolo chiave nell’equilibro termodinamico del sistema climatico terrestre. Però la quantificazione precisa di tale ruolo è molto problematica a causa del fatto che anche il sistema climatico è un sistema complesso dove operano molti processi concorrenti».
Quindi il clima?
«Il Pannello intergovernativo per i cambiamenti climatici (IPCC) ha sempre messo in evidenza nei suoi rapporti il basso livello di comprensione scientifica del ruolo del Sole. Infatti solo in periodi recenti sono stati sviluppati dei modelli climatici che comprendono in modo analitico il contributo energetico della nostra stella».
Faccia un esempio.
«Ci sono evidenze sperimentali nelle quali l’assenza prolungata di radiazione solare energetica potrebbe aver determinato un raffreddamento a latitudini intermedie, come durante il Minimo di Maunder (1645-1715; 70 anni), ma l’interpretazione non è priva di ambiguità».
Cosa significa?
«Per ora ci risulta l’evidenza che l’attività industriale e produttiva su scala mondiale abbia contribuito significativamente al riscaldamento globale. Quindi è un dato di fatto che la riduzione dell’immissione di gas serra in atmosfera sia imprescindibile per cercare di ristabilire gli equilibri. Ad ogni modo la forzante antropogenica (gas serra) è accertata, ma ancora molto resta da capire per quanto attiene quella spaziale».
Andremo incontro a periodi torridi o glaciali?
«Gli studi del paleoclima della Terra hanno evidenziato come periodi anche lunghi di caldo globale si siano alternati a periodi di freddo globale. Lo studio degli indicatori fossili, che consentono di spingersi fino 500 milioni di anni fa, mostrano come nei periodi di riscaldamento il picco di temperatura precedesse il picco di aumento della concentrazione di anidride carbonica, che quindi non poteva esserne la causa. Non esiste ancora un’interpretazione di questa tendenza accettata da tutti gli specialisti».
Detto in parole povere?
«Probabilmente ci dovremo aspettare periodi di grande riscaldamento seguiti da altri di raffreddamento minore, ma non sappiamo prevedere quando si verificheranno. Oltre all’azione dell’uomo, comunque, su scala temporale più lunga giocherà un ruolo importante l’evoluzione del Sole, la cui luminosità aumenterà progressivamente del 10% in 1,1 miliardi di anni e del 40% in 3,5 miliardi di anni».
La teoria ci dice che brillerà almeno per altri 5 miliardi di anni, lei è d’accordo?
«Possiamo stare tranquilli ancora per 4,6-5,4 miliardi di anni, poi il Sole diventerà una stella gigante rossa con un diametro pari a 200 volte quello attuale inglobando anche la Terra». Ma sarà un problema che interesserà i nostri successori. Se ci saranno.
The sun enters a new cycle, more dangerous cosmic rays
Puffs, eruptions, stains, perturbations and other whims are no longer visible. The Sun appears quieter in this period. What does it mean? At what stage in your life is our star? What are the effects on our existence and, above all, on our climate? Mauro Messerotti, Inaf astrophysicist from the Trieste Observatory, has been studying it for decades. Professor Messerotti, what is happening to our star? “Let’s say that it is currently in a phase of minimal activity, characterized by the absence of sunspots in the photosphere, the visible surface where they appear as darker regions because they are colder than the surrounding area. These phenomena affect both the Earth and the other planets “.
So is the Sun going through a physiological phase of its evolution? “The primary indicator of the level of solar activity is the count of the number of sunspots on the photosphere. In fact, many sunspots give rise to many phenomena of activity thanks to their intense magnetic field, while the absence of sunspots causes a drastic reduction in phenomenology. The number of sunspots increases and decreases according to a periodicity of about 11 years, in reality the periods observed are between 9 and 13 years “. Since when did we start studying these cycles? “Since 1755. What is being concluded is the twenty-fourth that began in 2008. Presumably within this year, or next, cycle 25 will begin.” The Sun is about 5 billion years old, we have been studying it for three hundred … A little bit to get to know it properly, don’t you think? “Yes, we are beginning to understand it only recently but fundamentally, even though we know many things, its mysteries fascinate us more and more”. What can we expect from this new cycle? “Meanwhile, we say that even at the minimum of solar activity there are always disturbances that affect our technological systems (satellites, airplanes, etc.) and biological systems (astronauts, aircraft crews). In fact, when the Sun is active, the solar wind (flow of electrically charged particles continuously emitted, ed) is denser and faster, so it is able to shield the Earth from the low-energy component of cosmic rays (high and very high particles). energy produced in processes such as the explosion of supernovas, ed). In conditions of minimum activity the solar wind is slower and less dense, so its screen power decreases and the flow of cosmic rays increases by 20%, constituting a greater risk factor “. What do you expect for this new phase? “If evolution will follow the trend of the last three activity cycles, we should expect an even more modest cycle in terms of the number of sunspots and related activity phenomena. But this does not free us from the risks of spatial perturbations “. The diatribe on the climate of our planet continues more intense than before. In particular, how much the human activities and those of the Sun affect it. «The most energetic solar radiation (X-rays and ultraviolet rays) certainly plays a key role in the thermodynamic equilibrium of the earth’s climate system. But the precise quantification of this role is very problematic due to the fact that even the climate system is a complex system where many competing processes operate ».
So the climate? “The intergovernmental panel for climate change (IPCC) has always highlighted in its reports the low level of scientific understanding of the role of the sun. In fact, only in recent times have climate models been developed that analytically understand the energy contribution of the our star ». Give an example. “There is experimental evidence in which the prolonged absence of solar energy radiation could have caused a cooling at intermediate latitudes, as during the Maunder Minimum (1645-1715; 70 years), but the interpretation is not without ambiguity”. What does it mean? “For the time being, we have the evidence that industrial and manufacturing activity on a global scale has contributed significantly to global warming. So it is a fact that reducing the emission of greenhouse gases into the atmosphere is essential to try to restore the balance. In any case, the anthropogenic forcing (greenhouse gas) is ascertained, but there is still much to understand for what concerns the space ». Are we going to encounter torrid or glacial periods? «Studies of the paleoclimate of the Earth have shown that even long periods of global heat have alternated with periods of global cold. The study of fossil indicators, which make it possible to go as far as 500 million years ago, show that in periods of heating, the temperature peak preceded the peak of increase in the concentration of carbon dioxide, which therefore could not be the cause. There is still no interpretation of this trend accepted by all specialists “. Put simply? “We will probably have to wait for periods of great heating followed by others of lesser cooling, but we do not know when to predict. In addition to human action, however, the evolution of the Sun will play an important role on a longer time scale, whose brightness will gradually increase by 10% in 1.1 billion years and by 40% in 3.5 billion. years”. The theory tells us that it will shine for at least another 5 billion years, do you agree? “We can still be calm for 4.6-5.4 billion years, then the Sun will become a red giant star with a diameter equal to 200 times the current one also englobing the Earth”. But it will be a problem that will affect our successors. If there will be.