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Cenni storici: l’osservazione del Sole

Fin dall’antichità il Sole è stato considerato dall’uomo come un’entità dal significato speciale. Molte culture antiche lo adoravano e ne riconoscevano l’importanza nel ciclo della vita. Sebbene abbia sempre ricoperto un ruolo centrale nei calendari, in cui erano riportati i solstizi, gli equinozi e le eclissi (vedi Archeoastronomia), il Sole venne studiato con rigore soltanto dopo la scoperta delle macchie solari.

Gli astronomi cinesi avevano osservato le macchie a occhio nudo fin dal 200 a.C., ma lo studio sistematico di questi fenomeni iniziò solo nel 1611, con l’opera di Galileo Galilei. Grazie anche all’invenzione del telescopio, si delineò in quegli anni un nuovo approccio allo studio del Sole, che da allora venne considerato un corpo in evoluzione, del quale si potevano comprendere scientificamente sia le proprietà sia le modificazioni.

Il passo successivo risale al 1814, con l’utilizzo dello spettroscopio da parte del fisico tedesco Joseph von Fraunhofer (vedi Spettroscopia). Benché lo spettro del Sole fosse già stato osservato nel 1666 da Isaac Newton, l’accuratezza del lavoro di Fraunhofer gettò le basi per i primi studi teorici dell’atmosfera solare.

Una parte della radiazione prodotta sulla superficie visibile del Sole (detta fotosfera) viene assorbita dai gas leggermente più freddi soprastanti. Sono assorbite però solo alcune particolari lunghezze d’onda, a seconda delle specie atomiche presenti nell’atmosfera solare. Nel 1859 il fisico tedesco Gustav Kirchhoff comprese che l’assenza della radiazione di una certa lunghezza d’onda nelle righe di Fraunhofer era dovuta all’assorbimento da parte di atomi di alcuni elementi chimici presenti anche sulla Terra. Ciò non solo indicava che il Sole è composto di materia ordinaria, ma dimostrava anche la possibilità di ricavare dettagliate informazioni sugli oggetti celesti studiando la radiazione elettromagnetica che essi emettono. Era l’inizio dell’astrofisica.

I progressi nello studio del Sole furono conseguiti grazie alle sistematiche osservazioni di numerosi scienziati e allo sviluppo di nuovi e più accurati strumenti, quali lo spettroeliografo, che permette lo studio del Sole a una sola lunghezza d’onda dello spettro di emissione; il coronografo, che consente lo studio della corona solare anche in assenza di eclissi; e il magnetografo, inventato nel 1948 dall’astronomo statunitense Horace Babcock, che misura l’intensità del campo magnetico sulla superficie solare.

In seguito, lo sviluppo dei razzi e dei satelliti artificiali consentì agli scienziati di osservare anche le radiazioni che vengono assorbite dall’atmosfera terrestre. Coronografi, telescopi e spettrografi sensibili alla radiazione ultravioletta e ai raggi X si rivelarono di fondamentale importanza per l’esplorazione dello spazio.