Di che colore è il Sole

Se immaginiamo il Sole pensiamo quasi sempre a un grande e luminoso disco giallo in cielo, che illumina le nostre giornate dall’alba al tramonto. È un’immagine mentale piuttosto radicata, che inizia a farsi spazio nel nostro immaginario da bambini, dopo essere stati esposti a disegni e rappresentazioni del Sole che ci spingono a cercare matite o pennarelli gialli per inserirlo nei nostri disegni; crescendo, riceviamo ulteriori conferme. Libri, fumetti, quadri, cartoni animati, icone del meteo e molti oggetti usano lo stesso colore per rappresentare la nostra unica stella: il giallo. A molti viene così naturale pensarla in questo modo da non chiedersi: di che colore è veramente il Sole?

La risposta più onesta a questa domanda è: dipende, da chi lo osserva e come. Qui sulla Terra la sua colorazione cambia a seconda dei momenti della giornata e delle stagioni, perché la sua luce viene filtrata dall’atmosfera. Agli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale, in orbita intorno alla Terra, appare sempre più o meno dello stesso colore e con una luminosità meno diffusa, proprio per via dell’assenza dell’atmosfera. A particolari telescopi, che vedono una parte della luce che non vediamo a occhio nudo, appare ancora diverso e come mostrano le immagini della NASA a seconda degli strumenti possiamo osservare un Sole con falsi colori, per esempio verde menta, ben diverso dalla nostra esperienza comune.

Stella
Prima di arrivare al colore, partiamo dai fondamentali. Il Sole è l’unica stella del nostro sistema solare, intorno alla quale orbitano la Terra, altri sette pianeti principali, i pianeti nani, i loro satelliti e una gigantesca quantità di corpi celesti minori, detriti e polveri diffusi nello spazio tra i pianeti (spazio interplanetario). Il Sole è enorme e piuttosto denso: ha un diametro di quasi 1,4 milioni di chilometri (109 volte quello della Terra) e una massa che da sola equivale al 99,86 per cento dell’intera massa del sistema solare. Ogni secondo, nel suo nucleo fondono in elio 600 milioni di tonnellate di idrogeno.

Il Sole ha circa 4,6 miliardi di anni e ha davanti a sé una lunga fase di equilibrio che durerà altri 5 miliardi di anni, nella quale continuerà a fondere l’idrogeno in elio rilasciando grandi quantità di energia, essenziale per la nostra esistenza.

Terminata questa fase, la nostra stella diventerà via via più instabile (gigante rossa) e più grande per poi ridursi esaurendo ogni processo termonucleare. Le parti più esterne creeranno una nebulosa planetaria, mentre quelle più interne collasseranno su loro stesse formando una nana bianca, che continuerà a raffreddarsi per centinaia di miliardi di anni, diventando infine una nana nera.

La nostra stella è classificata come una “nana gialla” (stella di tipo spettrale G e classe di luminosità V), e questo potrebbe trarre in inganno alcuni sul suo effettivo colore e su come possa apparire a seconda di come la si osserva.

Il colore del Sole
Se ci basiamo sulla temperatura superficiale (oltre 5.500 °C), possiamo dire che il Sole ha un colore bianco molto intenso e freddo (ha un picco di luminosità nel verde, che comunque i nostri occhi non coglierebbero). È talmente luminoso da non potere essere osservato a occhio nudo senza il rischio di subire danni alla retina. Gli astronauti in orbita lo osservano con filtri e visori, mentre qui sulla Terra possiamo guardarlo a occhio nudo solo quando appare basso e meno luminoso all’orizzonte, e in parte è per questo motivo che nell’immaginario collettivo è giallo se non arancione.

In termini astronomici, la Terra è avvolta da uno strato molto sottile formato da polveri e gas che chiamiamo atmosfera. Quando il Sole ci appare alto in cielo, i suoi raggi devono fare meno strada per superare questo spessore rispetto a quando il Sole è basso all’orizzonte: nel primo caso l’attraversano quasi perpendicolarmente, mentre nel secondo devono farlo diagonalmente superando l’equivalente di più spessori (si arriva a dieci volte tanto), quindi incontrando più polveri e gas.

Come dimostrò Isaac Newton, la luce bianca può essere dispersa tramite un prisma, che la separa nei colori che compongono lo spettro del visibile, cioè la porzione tra il rosso e il violetto dello spettro elettromagnetico che i nostri occhi riescono a percepire. Quando la luce solare raggiunge la Terra, incontra particelle disperse nell’atmosfera che hanno le stesse dimensioni della lunghezza d’onda della parte dello spettro che comprende blu, indaco e violetto. Più o meno come il prisma di Newton, quando il Sole è alto queste particelle disperdono una piccolissima porzione di quei colori (che chiamiamo “freddi”) dando al cielo la sua tipica colorazione azzurra.

Quando il Sole si sposta nel suo moto apparente diventando via via più basso all’orizzonte, i suo raggi devono fare i conti con l’attraversamento di una maggiore quantità di atmosfera, che fa aumentare gli incontri con le particelle che disperdono la luce fredda; per questo verso l’alba e il tramonto il cielo diventa di un azzurro-blu molto intenso (nelle mattine e nelle serate più limpide).

Privo di buona parte della sua luce più fredda, il Sole a questo punto ci appare giallo, arancione e in alcuni casi rossastro tendente al viola. È inoltre l’unico momento in cui possiamo osservarlo direttamente, e questo probabilmente ha da sempre contribuito a farcelo percepire giallo, anche se ora sappiamo che è sostanzialmente bianco.

Nuvole
Ci sono comunque alcuni casi in cui il Sole può essere osservato attraverso un filtro naturale: le nuvole. Quando appare alto in cielo ed è lievemente nuvoloso, possiamo osservare il disco solare senza rimanere abbagliati. In quel caso appare chiaramente di un bianco pallido, più vicino al suo vero colore rispetto a quello intorno all’alba o al tramonto. In questi casi molti tendono a pensare che appaia così a causa delle nuvole, in giornate spesso uggiose e in cui la luce è più fredda e che nasconde il classico giallo che associano al Sole.

Filtro
C’è un modo più intuitivo di pensare al vero colore del Sole, o a quello che ci si avvicina di più nella nostra esperienza da terrestri.

Un foglio ci appare bianco nel momento in cui è illuminato da una lampada che emette luce bianca, perché riflette l’intero spettro del visibile. Se applichiamo un filtro verde alla lampada, il foglio ci appare verde, perché sta riflettendo solo una porzione dello spettro del visibile. Ora immaginiamo di osservare una montagna innevata a mezzogiorno, nel momento in cui il Sole è alto in cielo: se fosse giallo, vedremmo anche la neve gialla.

Il fatto che la neve ci appaia bianca deriva dal suo essere illuminata da una fonte di luce bianca, e non una qualsiasi, ma la più grande che abbiamo. In altri momenti della giornata la neve può apparire giallognola, rosata o azzurra per gli stessi motivi per cui la luce solare appare colorata diversamente per via del suo passaggio attraverso l’atmosfera.

La luce bianca del Sole è talmente intensa da rendere necessario l’impiego di speciali filtri per l’osservazione della nostra stella nello spettro del visibile. I ricercatori impiegano inoltre particolari strumenti e telescopi spaziali (come il Solar Dynamics Observatory della NASA) per osservarlo a lunghezze d’onda diverse rispetto a quelle del visibile. A seconda dei filtri e dei sistemi impiegati, il Sole può viene poi rappresentato in falsi colori, che aiutano a concentrarsi su particolari caratteristiche della sua superficie.