Perché la corona solare è 200 volte più calda della sua superficie?

La corona del Sole è 200 volte più calda della sua superficie, sfidando i modelli di corpi stellari. Ora, questo rompicapo vecchio di 80 anni potrebbe finalmente avere una soluzione.

La temperatura dell’atmosfera superiore del Sole, chiamata corona, può salire a oltre 1,1 milioni di gradi Celsius, mentre 1.600 chilometri più vicino al nucleo, la fotosfera – la superficie visibile del Sole – ribolle a una temperatura relativamente fredda di 5.500 C.

Questo problema di riscaldamento coronale deriva dalla principale fonte di calore del Sole, che è la fusione nucleare che si verifica al suo centro. I modelli stellari suggeriscono che le regioni più lontane dal nucleo dovrebbero vedere cali di temperatura, qualcosa che la corona sfida essendo più calda della fotosfera sottostante. È come allontanarsi da un fuoco solo per scoprire che l’aria diventa più calda.

Gli scienziati hanno a lungo sospettato che i fenomeni magnetici potessero svolgere un ruolo nell’aiutare l’atmosfera superiore del Sole a mantenere le sue alte temperature che sfidano la fisica. Ora, le osservazioni di piccole e rapide oscillazioni nelle strutture magnetiche nella corona da parte del veicolo spaziale Solar Orbiter dell’Agenzia spaziale europea (ESA) potrebbero finalmente individuare esattamente ciò che riscalda la corona.

“Negli ultimi 80 anni, gli astrofisici hanno cercato di risolvere questo enigma e ora stanno emergendo sempre più prove che la corona può essere riscaldata dalle onde magnetiche”, ha dichiarato Tom Van Doorsselaere, astrofisico del plasma presso l’università KU Leuven in Belgio.

Van Doorsselaere è coautore di un nuovo articolo che dettaglia la ricerca, pubblicato su Astrophysical Journal Letters.

Nonostante sia molto più calda della fotosfera, la corona è ancora sbiadita dalla luce della fotosfera sottostante. Ciò significa che osservarla dalla Terra richiede l’attesa di un’eclissi lunare, in cui il disco della luna blocca la fotosfera, o l’utilizzo di attrezzature specializzate che replicano l’effetto.

Dalla sua posizione a circa 42 milioni di km dal Sole, il veicolo spaziale Solar Orbiter dell’ESA può utilizzare il suo telescopio Extreme Ultraviolet Imager (EUI) gestito dall’Osservatorio reale del Belgio (ROB) per creare immagini della corona solare con una risoluzione senza precedenti.

La navicella spaziale, che sta attualmente osservando il lato più lontano del Sole dalla nostra prospettiva qui sulla Terra, e il Full Sun Imager dell’EUI e il suo High-Resolution Imager hanno individuato le piccole onde magnetiche che attraversano il plasma, un gas bollente di particelle cariche che comprende la nostra stella, il 12 ottobre 2022.

Dopo che l’EUI ha rivelato queste nuove oscillazioni veloci e su piccola scala, il team ha voluto approfondire se contribuissero con più energia al riscaldamento coronale rispetto a quanto fatto dalle oscillazioni più lente e a bassa frequenza scoperte in precedenza. Per indagare su questo, il team ha condotto una meta-analisi di diversi precedenti studi solari.

Da questa analisi, gli scienziati hanno concluso che le oscillazioni ad alta frequenza forniscono effettivamente molta più energia per il riscaldamento della corona rispetto alle loro controparti più lente.

Per confermare il legame tra il riscaldamento della corona e le onde magnetiche ad alta frequenza, gli scienziati continueranno a osservare l’atmosfera esterna del Sole con il Solar Orbiter ei suoi strumenti.

“Poiché i risultati hanno indicato un ruolo chiave per le oscillazioni rapide nel riscaldamento coronale, dedicheremo gran parte della nostra attenzione nello scoprire onde magnetiche a frequenza più elevata con l’IUE”, ha affermato il ricercatore ROB e investigatore principale dell’IUE David Berghmans nella dichiarazione.

Fonte: Astrophysical Journal Letters