Macchie solari all’ombra della Luna

da  L’Osservatore Romano, 22 luglio 2009

Macchie solari all’ombra della Luna

L’attività della stella in un’inusuale fase di quiete alla vigilia dell’eclisse più lunga del XXI secolo

di Maria Maggi

Un’eclisse totale di Sole è sempre un avvenimento speciale ed emozionante, ma quella che si verificherà tra India e Cina il 22 luglio sarà ancora più particolare:  sarà l’eclisse più lunga del xxi secolo. In quella data il cono d’ombra della Luna attraverserà parte dell’Asia sud-orientale, interessando una regione popolosissima, per poi percorrere altri diecimila chilometri nell’oceano Pacifico. Proprio nell’oceano, vicino a un arcipelago di isole vulcaniche del Giappone (isole Ogasawara) tra cui la famosa isola di Iwo Jima – 1.000 chilometri a sud-est di Tokio – l’eclisse raggiungerà la sua massima durata, con il Sole completamente oscurato per 6 minuti e 39 secondi. Non si tratterà di un record. Questo, tra le più recenti, compete all’eclisse del 20 giugno 1955, osservata nel Mar Cinese meridionale tra il Vietnam e le Filippine, che durò ben 7 minuti e 8 secondi.

Gli antichi temevano le eclissi, specie quelle di Sole, perché senza Sole non c’è vita. Si narra che Talete, 2500 anni fa, fosse già in grado di prevederle. Nella Cina antica l’imperatore consultava gli astronomi di corte per sapere la data delle eclissi. Si credeva che tali fenomeni portassero sfortuna e che l’imperatore potesse morire. Ma questi, avvisato dell’eclisse, si faceva sostituire da altri per non correre pericoli. La previsione era, in quel contesto, importantissima; e gli astronomi che sbagliavano venivano decapitati.

Dopo Galileo, fondatore della scienza moderna, gli astronomi hanno iniziato a studiare il cielo con un nuovo metodo fatto di osservazioni e di calcoli matematici. Ora astronomi e astrofili dispongono delle Effemeridi, tabelle molto accurate contenenti valori calcolati con l’uso di potenti computer, che dicono, giorno dopo giorno, dove si trovano in cielo il Sole, la Luna, i pianeti, e quindi possono sapere con una precisione al secondo quando e dove avverrà un’eclisse. Per esempio il 2 agosto 2027 ci sarà un’eclisse di Sole che attraverserà il Mediterraneo meridionale da Gibilterra, passando a sud di Lampedusa, poi sul Cairo, fino al Mar Rosso e l’oceano Indiano, e presenterà un massimo di totalità in Egitto della durata di 6 minuti e 23 secondi.

Perché avvengono le eclissi? L’eclisse di Sole si ha quando il Sole, la Luna e la Terra sono ordinati sulla stessa linea e la Luna si trova, rispetto alla Terra, a una distanza tale che il suo diametro apparente risulti leggermente più grande di quello del Sole. Allora una piccola parte della superficie terrestre entra nel cono d’ombra della Luna e perciò solo in quei luoghi è visibile l’eclisse totale. Mentre nelle zone comprese nel cono di penombra, si osserverà l’eclisse parziale.

La Luna, pur essendo 400 volte più piccola del Sole, è circa 400 volte più vicina alla Terra; questo fa in modo che i due corpi celesti mostrino nel cielo pressappoco lo stesso diametro apparente.

La Luna, nella sua orbita, può trovarsi nell’ombra della Terra, oppure interporsi tra questa e il Sole; solo in questi casi si ha un’eclisse. Tale fenomeno non si ripete a ogni Luna nuova (eclisse di Sole) o piena (eclisse di Luna) a causa dell’inclinazione di circa 5 gradi del piano orbitale lunare rispetto a quello terrestre, ma quando i tre corpi giacciono sulla stessa linea, ossia lungo la linea dei nodi – individuata dall’intersezione del piano su cui giace l’orbita terrestre e del piano su cui giace l’orbita lunare; solo in questo caso il cono d’ombra della Luna può investire la superficie della Terra, o viceversa, dando luogo rispettivamente a un’eclisse di Sole o di Luna.

Siccome la Luna si sta allontanando dalla Terra di almeno un centimetro l’anno, è presumibile che in passato le eclissi avessero durata maggiore e che in futuro potranno non verificarsi più eclissi totali. La durata della totalità di un’eclisse dipende dal rapporto dei diametri apparenti di Luna e Sole, e inoltre la lunghezza media del cono d’ombra lunare è approssimativamente uguale alla distanza media della Luna dal nostro pianeta; per questo motivo, nel punto in cui il cono d’ombra raggiunge la Terra, la sua sezione raramente supera i 300 chilometri. Quando l’ombra della Luna percorre la superficie terrestre, disegna, come fosse una grande matita nera, una traccia lunga e sottile, spostandosi con una velocità dell’ordine dei 3000 chilometri orari:  ciò determina durate dell’eclisse che vanno da frazioni di secondo fino al massimo di 7 minuti e 40 secondi.

L’eclisse del 22 luglio comincerà all’alba appena a nord di Mumbai, da cui sarà difficilmente visibile per la bassa altezza del Sole e per la stagione, in cui il cielo è quasi sempre nuvoloso. Poi l’ombra della Luna si dirigerà verso il Tibet, interessando il Nepal, il Bhutan e il Bangladesh, passerà quindi in Cina percorrendone gran parte delle regioni meridionali fino a Shanghai. Anche qui si ha una probabilità del 50 per cento di copertura nuvolosa. A questo punto la zona di totalità si tuffa nel Mar Cinese Orientale dove, continuando verso oriente, raggiungerà il valore massimo a sud-est del Giappone, in una zona molto più facilmente libera da nubi, continuando a lungo sul Pacifico, fino al tramonto. Gli astronomi e gli appassionati hanno prenotato da tempo un viaggio in Cina o, meglio, su una nave in crociera sul Pacifico, per seguire il fenomeno.

L’eclisse totale di Sole ha implicazioni astronomiche importanti. Prima di tutto, l’osservazione dei contatti tra i lembi dei dischi del Sole e della Luna, insieme con la determinazione dei limiti dell’ombra sulla superficie terrestre permettono la definizione molto precisa delle posizioni relative di Sole, Luna e Terra, consentendo un perfezionamento delle teorie riguardanti i loro movimenti. È possibile, inoltre, eseguire una verifica della teoria della relatività generale. Nella fase di totalità, poi, sono visibili direttamente la corona e le protuberanze. L’aspetto della corona fornisce preziose indicazioni sullo stato di attività del Sole.

Il Sole, in questi mesi, sta attraversando un periodo di bassa attività, più prolungato del previsto. Quindi la struttura della corona, la cui forma è connessa al ciclo undecennale delle macchie solari e conseguentemente del campo magnetico solare, assumendo un aspetto quasi simmetrico al massimo di attività solare e una forma appiattita ai poli quando il Sole è al minimo di attività, sarà osservabile in quest’ultima modalità.

Il Sole, in effetti, oltre all’eclisse, è sotto osservazione particolare in questi ultimi tempi perché presenta un minimo anomalo. Nel corso del 2008 ci sono stati 266 giorni senza macchie solari e bisogna tornare al 1913 per avere un numero maggiore di giorni senza macchie. E nei primi tre mesi del 2009 il conteggio è sceso ancora con 78 giorni su 90. Gli ultimi cinque cicli solari sono stati molto intensi e quindi questo periodo di calma inusuale pone interrogativi sul futuro andamento dell’attività della nostra stella. Le misure della sonda Ulysse mostrano che la pressione del vento solare è diminuita del 20 per cento dalla metà degli anni Novanta:  da una parte ciò è un vantaggio perché implica un minor numero di tempeste geomagnetiche, ma dall’altra la Terra ha un’arma in meno contro i raggi cosmici. Anche la luminosità del Sole è diminuita, dello 0,02 per cento nel visibile e del 6 per cento nell’ultravioletto, per cui l’alta atmosfera riscaldandosi di meno si estende meno verso l’esterno aumentando la vita operativa dei satelliti, ma anche della spazzatura spaziale. Per gli studiosi entro la fine dell’anno il numero delle macchie sulla superficie solare riprenderà a crescere fino ad arrivare a un nuovo massimo nel 2012 o 2013, previsto di bassa-media intensità. Sono solo previsioni, poco precise sui dettagli del fenomeno, perché non è ancora compresa del tutto la fisica solare.

© L’Osservatore Romano