Misteriose emissioni radio scoperte sopra una macchia solare

I ricercatori del New Jersey Institute of Technology hanno documentato emissioni radio straordinarie e di lunga durata provenienti da una macchia solare, offrendo nuove informazioni sui fenomeni magnetici solari e stellari.

In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, gli astronomi del Centro per la ricerca solare-terrestre del New Jersey Institute of Technology (NJIT-CSTR) hanno effettuato osservazioni radio dettagliate di uno straordinario spettacolo simile a un’aurora.

Caratteristiche della nuova emissione radio

I ricercatori hanno affermato che la misteriosa emissione radio condivide caratteristiche con le emissioni radio aurorali comunemente osservate nelle magnetosfere planetarie come quelle attorno alla Terra, Giove e Saturno, così come alcune stelle di piccola massa.

Secondo l’autore principale dello studio e scienziato del NJIT-CSTR, Sijie Yu, la scoperta offre nuove intuizioni sull’origine di esplosioni radio solari così intense e potenzialmente apre nuove strade per comprendere fenomeni simili in stelle distanti con grandi macchie stellari.

Caratteristiche uniche dei lampi radio Sunspot

“Abbiamo rilevato un tipo particolare di lampi radio polarizzati di lunga durata provenienti da una macchia solare, che persistono per oltre una settimana”, ha dichiarato Yu. “Questo fenomeno è abbastanza diverso dai tipici lampi radio solari transitori che durano solitamente minuti o ore. È una scoperta entusiasmante che ha il potenziale di alterare la nostra comprensione dei processi magnetici stellari”.

Confronto con le aurore terrestri

Famosi spettacoli di luce aurorale visibili nel cielo delle regioni polari della Terra, come l’aurora boreale o l’aurora australe, si verificano quando le attività solari disturbano la magnetosfera terrestre, che facilita la precipitazione di particelle cariche nella regione polare della Terra dove converge il campo magnetico, e interagisce con gli atomi di ossigeno e azoto nell’alta atmosfera. Accelerando verso i poli nord e sud, tali elettroni possono generare intense emissioni radio a frequenze intorno a poche centinaia di kHz.

Il team di Yu ha affermato che le emissioni radio solari recentemente osservate, rilevate su una vasta regione di macchie solari che si formano temporaneamente dove i campi magnetici sulla superficie del Sole sono particolarmente forti, differiscono dalle tempeste di rumore radio solare precedentemente conosciute, sia spettralmente che temporalmente.

Meccanismo dietro le emissioni radio delle macchie solari

“La nostra analisi risolta spazialmente e temporalmente suggerisce che sono dovuti all’emissione del maser elettrone-ciclotrone (ECM), che coinvolge elettroni energetici intrappolati all’interno di geometrie di campo magnetico convergenti”, ha spiegato Yu. “Le aree più fredde e intensamente magnetiche delle macchie solari forniscono un ambiente favorevole affinché avvenga l’emissione dell’ECM, tracciando paralleli con le calotte polari magnetiche dei pianeti e di altre stelle e fornendo potenzialmente un analogo solare locale per studiare questi fenomeni”.

“Tuttavia, a differenza delle aurore terrestri, queste emissioni di aurore di macchie solari si verificano a frequenze che vanno da centinaia di migliaia di kHz a circa 1 milione di kHz – un risultato diretto del fatto che il campo magnetico delle macchie solari è migliaia di volte più forte di quello terrestre”.

“Le nostre osservazioni rivelano che questi lampi radio non sono necessariamente legati ai tempi dei brillamenti solari”, ha aggiunto Rohit Sharma, scienziato dell’Università di Scienze Applicate della Svizzera nordoccidentale (FHNW) e coautore dello studio. “Invece, l’attività sporadica di brillamenti nelle regioni attive vicine sembra pompare elettroni energetici in anelli di campo magnetico su larga scala ancorati alle macchie solari, che poi alimentano l’emissione radio ECM sopra la regione”.

Si ritiene che la “radio aurora delle macchie solari” mostri una modulazione rotazionale in sincronia con la rotazione solare, producendo quello che Yu ha descritto come un “effetto faro cosmico”.

“Mentre la macchia solare attraversa il disco solare, crea un raggio rotante di luce radio, simile all’aurora radio modulata che osserviamo dalle stelle rotanti”, ha osservato Yu. “Poiché questa radioaurora delle macchie solari rappresenta la prima rilevazione di questo tipo, il nostro prossimo passo prevede un’analisi retrospettiva. Il nostro obiettivo è determinare se alcune delle esplosioni solari precedentemente registrate potrebbero essere esempi di questa emissione appena identificata”.

Potenziale impatto sui modelli astrofisici

Le emissioni radio solari, sebbene più deboli, sono paragonate alle emissioni aurorali stellari osservate in passato e potrebbero suggerire che le macchie stellari su stelle più fredde, proprio come le macchie solari, potrebbero essere le fonti di alcuni lampi radio osservati in vari ambienti stellari.

“Questa osservazione è tra le prove più chiare delle emissioni radio ECM che abbiamo visto dal Sole. Le caratteristiche somigliano ad alcune di quelle osservate sui nostri pianeti e su altre stelle distanti, portandoci a considerare la possibilità che questo modello possa essere potenzialmente applicabile ad altre stelle con macchie stellari”, ha affermato Bin Chen, professore associato di fisica del NJIT-CSTR e co-autore. autore.

Il team ha affermato che le ultime scoperte, che collegano il comportamento del nostro Sole e le attività magnetiche di altre stelle, potrebbero avere implicazioni per gli astrofisici nel ripensare i loro attuali modelli di attività magnetica stellare.

“Stiamo iniziando a mettere insieme i pezzi del puzzle di come le particelle energetiche e i campi magnetici interagiscono in un sistema con la presenza di macchie stellari di lunga durata, non solo sul nostro Sole ma anche su stelle ben oltre il nostro sistema solare”, ha affermato Surajit Mondal ricercatore NJIT solar.

“Comprendendo questi segnali provenienti dal nostro Sole, possiamo interpretare meglio le potenti emissioni del tipo di stella più comune nell’universo, le nane M, che potrebbero rivelare connessioni fondamentali nei fenomeni astrofisici”, ha aggiunto Dale Gary, eminente professore del NJIT-CSTR. 

Fonte: Nature Astronomy

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