Le macchie solari, variabili nel tempo, si presentano come delle regioni più scure della fotosfera e sono il fenomeno più visibile del magnetismo solare, basti pensare che possono essere scorte anche a occhio nudo a causa della loro colorazione nero-grigia.
Solitamente le macchie hanno una forma di tipo circolare, o quasi, anche se con bordi a tratti molto irregolari.
L’ordine di grandezza di queste macchie può variare di molto ma di solito il loro diametro è di circa 30’000 km, nonostante se ne possano individuare di molto più piccole fino a 7000 km, nel limite di risoluzione del telescopio, e anche di più grandi fino a oltre 75’000 km.
. Da notare che una macchia solare per essere vista dalla Terra in ottime condizioni visive a occhio nudo deve essere al minimo di 40’000 km di diametro , grandezza già consistente se paragonata al diametro del nostro pianeta.
La loro vita media è anch’essa molto variabile e può dipendere da molti fattori come ad esempio la grandezza della macchia o la sua tendenza a crescere.
In generale le si possono però osservare per decine di giorni o mesi nel loro lento movimento sulla superficie del Sole.
Le macchie solari oltre che da un forte campo magnetico si distinguono dal resto della fotosfera perché sono zone depressive della fotosfera. Come si può vedere anche dalla Figura la zona di penombra che si trova più vicina al centro del Sole e quella che si trova invece verso il suo lembo hanno grandezza diversa, visto l’effetto Wilson2 si può quindi dedurre che ci sia una depressione della macchia in rapporto al resto della fotosfera. Fenomeno di depressione dato dal fatto che le macchie solari al loro interno presentano una densità minore rispetto al resto della fotosfera.
Le macchie solari sono caratterizzate da diverse parti che le compongono. Si distingue una zona chiamata ombra (umbra), che rappresenta la parte più scura della macchia e può ripetersi più volte, come ad esempio nell’immagine, dove si vedono diverse zone d’ombra. C’è poi quella che viene definita come penombra (penumbra), che visivamente caratterizza la parte più chiara della
macchia e che contorna l’ombra. A volte si possono inoltre scorgere dei punti brillanti all’interno dell’ombra e dei ponti di luce tra due penombre.
La causa della sua colorazione nera è da ricercare nella temperatura registrata all’interno della macchia. Si ha, infatti, nell’ombra una temperatura a dell’ordine di circa 4000 Kelvin, che risulta in netto contrasto con il resto della fotosfera che ha una temperatura di circa 5800 Kelvin. Sarebbe comunque errato affermare che le macchie solari siano zone fredde , sono semplicemente zone più fredde rispetto al resto della fotosfera, cosa che ci permette di vedere la macchia di un colore diverso.
La penombra però è caratterizzata da una diversa e più complessa conformazione. Come si vede nella figura essa è composta da filamenti penombrali diretti grossomodo in direzione del centro della macchia in maniera radiale che rendono così, ad un adeguato ingrandimento, un’idea della penombra granulata . Le piccole strutture che compongono i filamenti vengono infatti chiamate grani e si pensa siano dal punto di vista morfologico una specie di via di mezzo tra i punti brillanti dell ’ombra e la normale struttura della fotosfera.
Le macchie solari si presentano solitamente in gruppi di diverse grandezze con polarità opposta (cfr. capitolo 2.3.2) e con una morfologia variabile di giorno in giorno. Al loro interno possono inoltre presentare più di centinaia di punti d’ombra distinti.
ingrandimento di una macchia solare
Una macchia solare è composta da due parti:
La parte scura (umbra)
Parte più chiara intorno alla parte scura (penombra)
Il Sole ruota intorno al suo asse proprio come la Terra. Le caratteristiche dei fenomeni solari sul Sole, come ad esempio le regioni che presentano macchie solari, seguono la rotazione del Sole. . Ciò significa che una regione di macchie solari viaggia attraverso il disco solare da est a ovest, come si vede dalla Terra. Questo è importante in quanto le regioni di macchie solari devono essere vicine al meridiano centrale (come visto dalla Terra) per poter inviare l’espulsione della massa coronale verso la Terra. Una regione di macchie solari vicino all’equatore impiega circa 2 settimane per spostarsi dal lato est al lato ovest, come si vede dalla Terra. Più una regione di macchie solari è lontana dall’equatore, più tempo impiega a spostarsi sulla faccia del Sole. Questo perché il Sole ruota più velocemente al suo equatore che ai suoi poli. Il periodo di rotazione è di circa 25,6 giorni all’equatore e 33,5 giorni ai poli. Visto dalla Terra mentre orbita intorno al Sole, il periodo di rotazione apparente del Sole al suo equatore è di circa 28 giorni.
