Sole, la nostra stella

Prima giornata di formazione continua per
docenti di chimica, biologia e geografia SMS

20 febbraio 2025

Link iscrizione: https://data.irsol.usi.ch/fc25/pren.php

(Iscrizioni possibilmente entro il 20 gennaio 2025)

Nell’ambito del progetto Agora “Sole, la nostra stella”, L’Istituto ricerche solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL) e L’ideatorio propongono una giornata di formazione continua focalizzata sul tema della meteorologia spaziale, conosciuta anche come Space Weather, la quale studia le condizioni ambientali dello spazio occupato dal Sole, dalla Terra e dagli altri pianeti del sistema solare. Nel corso verranno principalmente trattati i fenomeni spaziali di origine solare che sono in grado di generare impatti significativi sui sistemi tecnologici terrestri e satellitari, sulle condizioni atmosferiche (es: aurore boreali) e sui cambiamenti climatici.

La giornata di formazione si terrà giovedì 20 febbraio 2025 a L’ideatorio a Cadro. Tale formazione si compone dapprima di una presentazione e di un aggiornamento di carattere scientifico sul tema della meteorologia spaziale. Avverrà in seguito un'esposizione di materiale e attività didattiche centrate sulla fisica solare, comprendendone l’interesse particolare per le materie di chimica, biologia e geografia. È infine proposta una visita guidata della mostra sul Sole allestita a L’ideatorio e una visita del planetario.

L’obiettivo principale della prima parte della mattinata è quello di fornire un aggiornamento e approfondimento sulla ricerca in meteorologia spaziale e in fisica solare che possa evidenziarne gli aspetti più rilevanti. La direttrice dell’IRSOL Prof. Svetlana Berdyugina introdurrà la giornata con un’ampia presentazione sull’importanza della fisica solare e sull’impatto del Sole sulle condizioni ambientali del sistema solare, con una digressione sullo studio degli esopianeti. In seguito, il Dr. Luca Belluzzi presenterà le influenze astronomiche (e in particolare del Sole) sul clima terrestre. Il Dr. Renzo Ramelli presenterà infine la ricerca scientifica svolta dagli Osservatori solari ticinesi, ovvero l'IRSOL e la Specola Solare Ticinese. Gli abstract delle presentazioni sono allegati in fondo al documento.

L’obiettivo principale della seconda parte della mattinata è quello di presentare delle attività didattiche pratiche legate all’osservazione del Sole e alla scoperta delle proprietà della luce. Questa seconda parte verrà condotta dai ricercatori IRSOL e insegnanti liceali Dr. Renzo Ramelli e Dr. Gioele Janett in collaborazione con il direttore della Specola Solare Ticinese e divulgatore scientifico Marco Cagnotti.

Il pomeriggio prevede dapprima una visita guidata alla mostra “Sole, la nostra stella” sviluppata e allestita in collaborazione da L’ideatorio e dall’IRSOL, che ha un carattere divulgativo e si rivolge a un vasto pubblico, tra cui le classi delle Scuole medie e dei Licei. È prevista infine una visita del planetario presente a L’ideatorio, che sarà condotta dai collaboratori Janos Cont e Alessio Lavio.

La struttura della giornata è riassunta nella tabella sottostante.

Questo corso di formazione prevede una continuazione, che si compone di una mezza giornata (che si terrà venerdì 4 aprile) nella quale è prevista una visita guidata degli osservatori solari ticinesi, ovvero la Specola Solare Ticinese e l’IRSOL a Locarno-Monti.

Abstracts:

1. Il Sole, la nostra stella

La luce del giorno è qualcosa che diamo per scontato, poiché essa ci è continuamente fornita in maniera gratuita dalla nostra stella, il Sole. Sappiamo bene che una grande quantità di energia viene liberata nel nucleo solare attraverso la fusione dell'idrogeno in elio. In seguito, le onde luminose generate si diffondono lentamente attraverso l'intero volume del Sole, fino a fuoriuscire dall'atmosfera solare e attraversare lo spazio aperto. Parte di questa luce solare giunge sulla Terra, dove piante, batteri e altri organismi autotrofi impiegano la fotosintesi per immagazzinare l'energia solare sotto forma di sostanze organiche nei loro corpi. Le forme di vita eterotrofe consumano queste sostanze organiche, permettendo lo sviluppo di organismi sempre più complessi. È davvero incredibile che questa catena energetica abbia origine nel nucleo del Sole. Sappiamo inoltre che l'energia solare è usata dagli esseri umani per mantenere una temperatura confortevole nelle case e progredire tecnologicamente. Ci possiamo quindi porre una domanda: che cosa accade invece per le altre stelle e i rispettivi sistemi planetari? Dal momento che tutte le stelle forniscono gratuitamente energia ai loro pianeti, i cosiddetti esopianeti, significa che anche su di essi potrebbero essersi sviluppate forme di vita? Attualmente cerchiamo la vita fotosintetica sugli esopianeti con l'aiuto della luce stellare riflessa dalle loro superfici e dagli organismi fotosintetici presenti su di esse.

2. Le influenze astronomiche sul clima terrestre

Il clima terrestre è, da sempre, in cambiamento, con variazioni la cui entità varia da periodo a periodo e dà luogo a luogo. Queste fluttuazioni sono il risultato di processi interni (naturali o antropici) al sistema climatico o di influenze esterne. Questa breve presentazione è focalizzata sulla principale influenza esterna, ossia l'energia fornita dal Sole sottoforma di radiazione. Nella prima parte, verrà brevemente presentata la teoria astronomica delle glaciazioni. Secondo questa teoria, la variazione della quantità totale e della distribuzione in latitudine e stagionale della radiazione solare che raggiunge la Terra (insolazione), provocata dalle variazioni a lungo termine dei parametri orbitali terrestri, è la causa fondamentale della successione dei periodi glaciali e interglaciali durante la glaciazione del Quaternario. Successivamente, verranno presentati recenti studi secondo cui le variazioni a breve termine dell'irraggiamento solare, legate al ciclo (undecennale) di attività del Sole, sembrano essere una delle principali cause delle variazioni della temperatura terrestre all'interno dei singoli periodi glaciali e interglaciali. Almeno fino a qualche decennio fa...

3. Gli Osservatori solari ticinesi

A Locarno si trovano due strutture di ricerca che si dedicano all'osservazione del Sole in ambiti complementari: la Specola Solare Ticinese e l'Istituto ricerche solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL). La prima si occupa principalmente di monitorare l'attività solare e il relativo ciclo tramite il conteggio giornaliero dei gruppi e delle macchie solari, contribuendo a continuare una serie di dati che copre ormai più di 400 anni. L'IRSOL si focalizza sulla spettropolarimetria ad alta precisione, tramite la quale è possibile in particolare misurare e studiare l'evoluzione dei campi magnetici presenti nell'atmosfera solare e i vari fenomeni a essi collegati. Lo strumento chiave dell'IRSOL è il polarimetro ZIMPOL, sviluppato in casa in collaborazione con la SUPSI. Lo ZIMPOL è installato presso il proprio telescopio Gregory-Coudé a Locarno, ma viene pure utilizzato in campagne osservative esterne presso il più grande telescopio solare europeo GREGOR a Tenerife. L'IRSOL partecipa pure a un consorzio europeo per il grande progetto dell'European Solar Telescope (EST).