Una sonda spaziale ha contribuito a svelare alcuni misteri riguardanti il Sole. C’è qualcosa di strano nell’atmosfera solare, ma adesso abbiamo qualche elemento in più per fare un po’ di chiarezza.
Le nuove osservazioni del Solar Orbiter dell’Agenzia spaziale europea (ESA) suggeriscono che la costante riconnessione di minuscole linee di campo magnetico potrebbe essere almeno una parte del motivo per cui alcune parti del Sole sono molto più calde di altre.
La superficie del Sole ha una temperatura media di circa 5.500 gradi Celsius, una temperatura normale per una stella simile alla nostra. Ma il materiale nella sua atmosfera diventa più caldo con la distanza dalla superficie, raggiungendo un picco sconcertante di 2 milioni di gradi Celsius nei tratti più alti noti come corona.
L’inversione della temperatura nella corona del Sole
Sappiamo di questa inversione della temperatura coronale dagli anni ’40 e si pensa che sia una caratteristica comune nelle stelle. Ma ciò che gli scienziati non sono stati in grado di determinare è perché.
Uno dei principali candidati per spiegare questo fenomeno è la riconnessione magnetica costante su piccola scala. Almeno su larga scala, la riconnessione magnetica è un comportamento solare ben documentato. La maggior parte delle stelle sono sfere turbolente e caratterizzate da plasma incredibilmente caldo; un fluido costituito da particelle cariche che interagisce fortemente con le forze elettromagnetiche.
Ciò significa che corpi celesti come il nostro Sole sono decisamente irti di campi magnetici estremamente complicati e disordinati.
Al di là dello strato più interno dell’atmosfera del Sole, noto come fotosfera, queste linee del campo magnetico possono aggrovigliarsi, allungarsi, spezzarsi e quindi riconnettersi. Questo produce un’enorme esplosione di energia: il motore che alimenta i brillamenti solari e le espulsioni di massa coronale che inviano particelle che esplodono attraverso il Sistema Solare.
Il lavoro degli scienziati
Su scala più piccola, gli scienziati ritenevano che questi eventi di riconnessione avrebbero iniettato energia nella corona, fornendole così una fonte di riscaldamento. Ma il Sole è molto caldo e luminoso, il che rende difficile l’osservazione; semplicemente non avevamo una risoluzione sufficiente per vedere le piccole scale su cui si verifica questo processo. È qui che entra in gioco Solar Orbiter.
La sonda solare dell’ESA è stata lanciata nel febbraio 2020 e si è avvicinata alla nostra stella natale, in maniera anche molto pericolosa, in una serie di incontri in loop per studiarne l’attività con dettagli spettacolari.
Quando la navicella si è avvicinata per il suo primo incontro ravvicinato, ha visto qualcosa di straordinario: il 3 marzo 2022, immagini ad altissima risoluzione in lunghezze d’onda ultraviolette estreme hanno rivelato che la riconnessione magnetica avviene su scale assolutamente minuscole (per il Sole): solo 390 chilometri di diametro. Questo è davvero incredibile.
Gli scienziati sono stati in grado di risolvere e studiare un fenomeno leggermente più piccolo della lunghezza del Grand Canyon sulla superficie del Sole. Nel corso di un’ora, il veicolo spaziale ha registrato un punto noto come punto zero, in cui l’intensità del campo magnetico scende a zero. Questo è il punto di riconnessione magnetica.
In questo lasso di tempo, la temperatura del punto zero è stata mantenuta a circa 10 milioni di gradi Celsius. Il punto zero ha anche prodotto un deflusso continuo che scorreva via a velocità di circa 80 chilometri al secondo, visibili come “blocchi” di plasma. Questo è ciò che è noto come riconnessione “dolce”, ma il punto nullo ha anche mostrato una fase di riconnessione più violenta.
Questa riconnessione esplosiva è durata solo per circa quattro minuti, ma ha dimostrato che i due tipi di riconnessione stanno avvenendo simultaneamente e su scale inferiori a quelle che eravamo stati in grado di risolvere in precedenza.
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