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06/05/14

Massa solare | A quale velocità il Sole perde massa?

Il Sole possiede un'energia proveniente dalla fusione dell'idrogeno in elio, tale fusione genere una perdita di massa solare. Ma allora sorge spontanea la domanda: a che velocità perde il Sole la sua massa?

Gli astronomi hanno calcolato che il Sole a causa della fusione dell'idrogeno in elio, perde circa 4,26 milioni di tonnellate di massa al secondo! Tale valore rappresenta però soltanto lo 0,000000007% della massa totale del Sole che è di circa 2 ottilioni di tonnellate. Quindi niente paura per il momento,
perchè quando anche si arrivasse alla fine del ciclo vitale del Sole, ovvero sia tra 5 miliardi di anni, al Sole stesso rimarrà più o meno il 99,966% della sua massa attuale.

Bisogna altresi, tenere presente che l'effetto di riduzione di massa del Sole per espulsione è conseguentemente in parte bilanciato dalla contemporanea caduta di materiale proveniente dall'esterno. Il risultato al netto, prendendo in considerazione il fattore "comete in caduta sul Sole" che a loro volta hanno una massa media di 1013 kg, è una perdita di 6 x 108 kg/s.
Sole (immagine dal web)

Ma anche tralasciando il supporto proveniente dall'esterno, il valore totale è nettamente meno importante della riduzione in massa che il Sole realmente subisce per via delle reazioni termonucleari, che trasformano parte della materia in energia, la quale a sua volta si disperde sotto forma di sciame corpuscolare e in particolare, di radiazione elettromagnetica, ovvero sia in luce. Il calcolo di luminosità, conosciuta come costante solare (3.96 x 1026 W/s), rappresenta, secondo l'equazione E=mc2 (dove E sta per l'energia, m per massa e c la velocità della luce), che il Sole perde massa di 4 miliardi di kg al secondo, ben 7 volte di più di quella espulsa nei brillamenti, nei getti e nel vento solare.

I cambiamenti di massa necessari al Sole sono dunque irrisorie, ancor più quelle riguardo l'espulsione del materiale, ma ci si potrebbe domandare se, come principio base, è vero che la perdita di massa genera un allontanamento dei corpi in orbita intorno ad un astro. Istintivamente si potrebbe essere indotti a pensare che la risposta sia di si, esiste un teorema, quello di Gauss il quale afferma che fino a che il materiale si trova chiuso all'interno dell'orbita terrestre, il flusso del campo gravitazionale si mantiene costante.(science)

04/12/13

Dallo spazio infinito per capire un vulcano!

Comprendere l’attività di un vulcano? Proviamoci dallo spazio! Facendo uso contemporaneo di dati satellitari e misurazioni al suolo, il risultato pare venire in aiuto a comprendere le possibili risalite di magma che precedono la ripresa dell'attività eruttiva del Siculo vulcano,  l’Etna. Questo è quel che riporta uno studio che ha preso vita dalla collaborazione tra il Consiglio nazionale delle ricerche (ovvero il Cnr), l’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (Ingv) e l’Agenzia spaziale italiana (Asi) che è stato reso pubblico attraverso un articolo sulla rivista Scientific Reports di Nature.
Comprendere la struttura interna di un vulcano e il suo funzionamento è soltanto uno dei traguardi principali degli studi vulcanologici. A tal proposito i ricercatori possono fare uso soltanto su informazioni ottenute sulla superficie del vulcano e sull’analisi dei prodotti emessi (lava, gas, cenere, …).
Eruzione vulcanica

Questo specifico studio, per la prima volta, fa uso sinergicamente le misure della deformazione del suolo, il cui calcolo viene utilizzato tramite i dati ottenuti da radar satellitari come Ers/Envisat e Cosmo-SkyMed, oltre le informazioni sulle piccole variazioni del campo gravitazionale le cui misure sono recepite in prossimità della superficie del vulcano.

“Uno degli strumenti più importanti per la comprensione dei fenomeni che avvengono in profondità è lo studio delle deformazioni della superficie terrestre”, spiega Eugenio Sansosti del Cnr, “Deformazioni del suolo anche molto piccole, fino ad un centimetro, possono essere misurate dallo Spazio utilizzando sensori radar ad apertura sintetica, chiamati Sar, montati a bordo di satelliti”.

È per questo che l’Etna è costantemente monitorato dai satelliti della costellazione dell’Asi Cosmo-SkyMed che dal 2009 acquisiscono con estrema regolarità, sul vulcano italiano.
Piccole variazioni della superficie terrestre sono l’effetto misurabile di vari processi geofisici, spesso complessi e sovrapposti. Tuttavia, nonostante l’estrema precisione delle tecniche Sar satellitari, non sempre fenomeni importanti, quali la risalita di magma in un vulcano, danno luogo a deformazioni del suolo significative.

“È proprio in questi casi che l’integrazione con altri dati fornisce i risultati più interessanti”, prosegue Sansosti. “Nel nostro lavoro, in aggiunta ai dati Sar, abbiamo utilizzato dati gravimetrici raccolti dall’Ingv. Con tali dati, che misurano le variazioni del campo gravitazionale, è possibile avere una stima delle masse magmatiche presenti sotto la superficie del vulcano. Questo permette di individuare fenomeni di risalita del magma anche se non causano deformazioni del suolo misurabili”.

Un lavoro che apre nuove prospettive per la comprensione del funzionamento dei vulcani. La risalita di magma, tuttavia, non è l’unico fenomeno che causa variazioni della superficie terrestre e del campo gravitazionale. “In un sistema vulcanico così complesso come l’Etna, molti sono i fattori che influenzano questi parametri”, spiega Gilda Currenti dell’Ingv: “La capacità di creare nuovi modelli numerici che permettano, mediante simulazioni al computer, di separare i diversi fenomeni che avvengono contemporaneamente, permetterà di capire con maggiore precisione quando il vulcano inizierà una nuova fase eruttiva”. Ed è questa la sfida per il futuro.

Questo studio è stato co-finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana tramite il progetto Sar4Volcanoes che ha anche messo a disposizione i dati Sar acquisiti dai satelliti Cosmo-SkyMed. Per favorire la conoscenza dei fenomeni vulcanici, l’Asi aderisce all'iniziativa internazionale Supersites, mettendo a disposizione della comunità scientifica internazionale i dati della missione Cosmo-Skymed su alcuni vulcani nel mondo come Hawaii e Islanda.





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