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Svelare la fisica del vento solare: una nuova ricerca potrebbe aiutare gli scienziati – video

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Un nuovo studio condotto dai ricercatori di Twin Cities dell’Università del Minnesota, utilizzando i dati della Parker Solar Probe della NASA, fornisce informazioni su ciò che genera e accelera il vento solare, un flusso di particelle cariche rilasciate dalla corona solare.

Capire come funziona il vento solare può aiutare gli scienziati a prevedere il “tempo spaziale” e la risposta all’attività solare, come i brillamenti solari, che possono avere un impatto sia sugli astronauti nello spazio che su gran parte della tecnologia da cui dipendono le persone sulla Terra.

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Gli scienziati hanno utilizzato i dati raccolti dalla sonda Parker Solar Probe, lanciata nel 2018 con l’obiettivo di aiutare gli scienziati a capire cosa riscalda la corona solare (l’atmosfera esterna del Sole), e genera il vento solare. Per rispondere a queste domande, gli scienziati devono capire i modi in cui l’energia fluisce dal Sole. L’ultimo round di dati è stato ottenuto nell’agosto 2021 a una distanza di 6,5 milioni di chilometri dal Sole, la più vicina alla nostra stella finora.

Precedenti ricerche hanno indicato che nel vento solare, a distanze da circa 35 raggi solari (un raggio solare è poco più di 650.000 chilometri) all’orbita terrestre a circa 215 raggi solari, le onde elettromagnetiche chiamate onde “whistler” aiutano a regolare il flusso di calore, una forma di flusso di energia.

In questo nuovo studio, il team di ricerca guidato dall’Università del Minnesota ha scoperto che in una regione più vicina al Sole, all’interno di circa 28 raggi solari, non ci sono onde sibilanti.

I ricercatori hanno notato anche un diverso tipo di onda elettrostatica invece che elettromagnetica. E in quella stessa regione hanno notato qualcos’altro: gli elettroni hanno mostrato l’effetto di un campo elettrico creato in parte dall’attrazione della gravità del Sole, simile a quanto accade ai poli terrestri dove viene accelerato un “vento polare”.

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“Quello che abbiamo scoperto è che quando arriviamo ad una distanza di 28 raggi solari, perdiamo i raggi sibilanti, il che significa che questi raggi non interferiscono nel controllare il flusso di calore in quella regione”, ha affermato Cynthia Cattell, autrice principale del documento e professore alla School of Physics and Astronomy presso l’Università del Minnesota Twin Cities.

“Questo risultato è stato molto, molto sorprendente. Ha un impatto non solo per comprendere il vento solare e i venti di altre stelle, ma è anche importante per comprendere il flusso di calore di molti altri sistemi astrofisici verso cui non possiamo inviare satelliti, cose come il modo in cui si formano i sistemi stellari”.

L’apprendimento del funzionamento del vento solare è importante per gli scienziati anche per altri motivi. Principalmente perché può disturbare il campo magnetico terrestre, generando eventi di “meteo spaziale” che possono causare il malfunzionamento dei satelliti, influendo sulle comunicazioni e sui segnali GPS, e causare interruzioni di corrente sulla Terra a latitudini settentrionali. Altro motivo importante è che le particelle energetiche, che si propagano attraverso il vento solare, possono essere dannose per gli astronauti che viaggiano nello spazio.

“Gli scienziati vogliono essere in grado di prevedere il tempo spaziale”, ha spiegato Cattell. “E se non capisci i dettagli del flusso di energia vicino al Sole, non puoi prevedere quanto velocemente si muoverà il vento solare o quale sarà la sua densità quando raggiungerà la Terra. Queste sono alcune delle proprietà che determinano il modo in cui l’attività solare ci influenza”.

Alla fine del 2024, la Parker Solar Probe volerà a una distanza ancora più ravvicinata di 5,5 milioni di chilometri dal Sole. Andando avanti, Cattell e i suoi colleghi sono entusiasti di vedere il prossimo round di dati dal veicolo spaziale. Il loro prossimo obiettivo sarà capire le ragioni dell’assenza di onde sibilanti così vicino al Sole, in che modo gli elettroni accelerati dal campo elettrico associato alla gravità potrebbero eccitare altre onde e come ciò influisce sul vento solare.

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La ricerca è stata finanziata dalla NASA e il lavoro di simulazione è stato supportato dal Minnesota Supercomputing Institute nel campus di Twin Cities dell’Università del Minnesota. Parker Solar Probe fa parte del programma Living with a Star della NASA per esplorare aspetti del sistema Sole-Terra che influenzano direttamente la vita e la società.

Il programma è gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA per la divisione di eliofisica della direzione della missione scientifica della NASA. Il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland, ha costruito e gestisce la navicella spaziale Parker Solar Probe e gestisce la missione per la NASA.

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La ricerca è stata pubblicato sul server di prestampa Arxiv.

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