Eliosismologia Marco Potenza Planetario di Milano 30 maggio 2006
Elio-sismologia = studio dei terremoti sul Sole o meglio: Studio del Sole mediante l analisi delle sue oscillazioni Guardiamo da vicino il Sole
ATTENZIONE! Osservare il Sole senza protezioni adeguate danneggia irreparabilmente la vista!!
Bordo del disco 700000 km Macchie solari
All esterno della superficie solare c è una regione molto estesa di gas ad alta temperatura: la corona Solare Ma più propriamente il Sole è ciò che sta sotto al superficie: una nube di gas idrogeno incandescente.
La superficie del Sole è molto più interessante di quanto non sembri
L interno del Sole: zona convettiva zona radiativa nucleo 400000 km 1000000 km 1400000 km
Onde su di una superficie
La superficie si increspa: come accade per le onde del mare
Effetto Doppler sulle righe spettrali: Si può quindi misurare la velocità di un corpo luminoso da grande distanza: misura dei moti della superficie solare fino a velocità di 1 m/s
Le righe di assorbimento del Sole sono circa 1000 volte più larghe dello spostamento da misurare!
Oscillazioni della superficie solare in 3 min
Eliosismologia: si studia il moto della superficie solare, in ogni posizione tempo velocità
Velocità radiale ad un istante Periodo (min) 3 min Ampiezza
Come si muove la superficie del Sole Non tutti i moti sono permessi
Analogamente alla corda di una chitarra
Analogamente alla corda di una chitarra
Analogamente alla corda di una chitarra
Analogamente alla corda di una chitarra Sono ammesse solamente alcune frequenze (ovvero alcune lunghezze d onda) dette risonanti che corrispondono a onde dette stazionarie Le altre onde non ci possono essere
Le onde di profondità si riflettono sulla superficie, e si rifrangono verso l alto a causa della variazione di densità L onda è intrappolata vicino alla superficie, come la corda di chitarra è fissata agli estremi Densità crescente Velocità maggiore Velocità minore
Permangono solo le onde cosiddette stazionarie che si presentano solo per alcune lunghezze d onda
Onde stazionarie latitudinali
Periodo (minuti) Anche nel Sole sono ammesse solamente le frequenze (o lunghezze d onda) risonanti. 3 Queste danno informazione sui moti di diverse dimensioni L ampiezza del moto è legata alla velocità della superficie. 5 10 Distanza (km) 60000 30000 20000
La composizione dei moti modifica la forma della superficie del Sole secondo funzioni ben note
Ogni modo di vibrazione contiene l informazione su regioni diverse dell interno del Sole Rifrazione dell onda (come in un miraggio)
Studiando tutti i modi di vibrazione si ricavano informazioni sulla struttura interna del Sole Zona convettiva Zona radiativa
Si ricava, ad esempio, la profondità della zona convettiva in base alla velocità di propagazione delle onde nel Sole: dv 2 dr r Oppure la velocità di rotazione delle regioni interne del Sole in funzione della posizione rispetto al centro e della latitudine: v r
Global Oscillation Network Group (GONG) del National Solar Observatory
Mauna Loa Big Bear Cerro Tololo El Teide Udaipur Udaipur Learmonth
Le onde sismiche in superficie trasportano l informazione relativa a tutta la stella
Le onde sismiche dei terremoti sulla Terra vengono registrate da diverse stazioni e si ricava la posizione dell epicentro (e anche quella dell ipocentro) Si utilizza una triangolazione in base ai tempi di arrivo dei segnali sismici Ma l eliosismologia è molto più raffinata della sismologia!
In linea di principio, misurando bene le onde sull acqua in una posizione sola, è possibile risalire alla posizione in cui sono state generate
In linea di principio, misurando le onde sull acqua in una posizione sola, è possibile risalire alla posizione in cui sono state generate
Grazie alle proprietà delle onde, questa ricostruzione è possibile anche se vi sono più punti sorgente oppure se il punto sorgente ha una forma complicata: Procedimento Olografico
Grazie alle proprietà delle onde, questa ricostruzione è possibile anche se vi sono più punti sorgente oppure se il punto sorgente ha una forma complicata: Procedimento Olografico
Olo-Eliosismologia: Osservazione in tempo (quasi) reale della faccia opposta del Sole!
Studio dell evoluzione di tutte le macchie nel tempo
Questi sono i risultati dopo poco più di un decennio di esistenza dell eliosismologia. Nei prossimi anni gli strumenti esistenti e quelli futuri forniranno dati sempre più accurati sulla nostra stella.