Quanto è denso il Sole?

Il Sole è una stella con caratteristiche molto comuni nell'Universo e pur non essendo né la più grande, né la più massiccia, ha dalla sua parte dei numeri di tutto rispetto. Con un raggio di 695 mila chilometri, ad esempio, è oltre 100 volte più grande della Terra e oltre 500 mila volte più massiccio. E' un'immensa sfera di gas, composta per il 70% della massa da idrogeno e per il 28% da elio, priva di qualsiasi superficie solida. Lo strato che emette gran parte della luce che osserviamo, chiamato fotosfera, ha una temperatura di 5500 °C, circa uguale a quella del nucleo terrestre. 
Andando in profondità e arrivando fino al nucleo, la temperatura supera lo stratosferico valore di 15 milioni di gradi, qualcosa per noi umani davvero inconcepibile. Il suo motore brucia migliaia di miliardi di idrogeno ogni secondo e produce un'energia miliardi di volte quella prodotta dal genere umano in tutta la sua esistenza.
Potrei continuare a stupire con numeroni, ma invece scelgo di percorrere una diversa strada e stupire in altro modo. Siamo infatti sicuri che tutti i numeri associati al Sole siamo incredibilmente grandi?

L’astronomia, in realtà, è la perfetta unione degli estremi, dell’infinitamente piccolo e dell’infinitamente grande, di numeri esageratamente grandi e altri sorprendentemente piccoli.

Consideriamo la densità media, ad esempio. Potremmo pensare che il Sole, con tutta quella materia, sia una sfera densa e concentrata più del ferro o del piombo. Con grande stupore, invece, scopriamo che è pari a 1,4 g/cm³, appena il 40% superiore a quella dell’acqua. La densità media della Terra è 4 volte superiore, pari a 5,5 g/cm³.

Tra i corpi del Sistema Solare, la Terra è in effetti il più denso di tutti. Il più leggero? Saturno; la densità è il 30% inferiore a quella dell’acqua, tanto che potrebbe galleggiare in un ipotetico, quando irrealizzabile, oceano che lo potesse contenere.

Nel caso del Sole, lo studio della sua densità in funzione della profondità ci può dare un’idea migliore di come sia distribuita la materia. Al centro, infatti, dove si svolgono le reazioni che producono l’energia osservata, la densità della materia è elevatissima, ben 160 volte maggiore dell’acqua.

Ma se la densità media è vicina a quella dell’acqua, significa che in prossimità della superficie la materia solare debba essere veramente rarefatta per compensare i grandi valori del centro.

In effetti, la fotosfera solare, lo strato che possiamo osservare con un filtro solare e che emette quasi la totalità della luce che riceviamo, ha una densità alcune volte inferiore all’aria che possiamo respirare qui sulla Terra!

Sembra assurdo che uno strato apparentemente così consistente, nel quale si sviluppano macchie solari e imponenti moti convettivi, sia in realtà estremamente rarefatto, ma a volte, in astronomia, l’apparenza inganna, e ne avremo altri esempi nel corso di questo volume.