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Il sole, una stella ancora misteriosa

| 9 Febbraio 2020 | AMBIENTE
Sole

Scansionato da Galileo, il Sole rimane una stella misteriosa: molti fenomeni fisici che si verificano lì, come le tempeste solari e il loro impatto sulla Terra, gli scienziati sono ancora affascinati.

Ecco una panoramica dei grandi enigmi che la missione di Solar Orbiter mira a chiarire.

Eliosfera

Sappiamo dagli anni ’70 che esiste un mezzo magnetico ambientale nello spazio interplanetario, l’eliosfera, dove il Sole detta la sua legge. La Terra, come tutti gli altri pianeti del sistema solare, è immersa in questa sfera di influenza.

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L’eliosfera funziona come un “bozzolo magnetico, una bolla nella galassia”, spiega Miho Janvier dell’Institute for Space Astrophysics. Ci protegge dai raggi cosmici che provengono da oltre il sistema solare, ma i fenomeni energetici che si verificano rappresentano anche una minaccia perché si immerge in un flusso permanente di particelle solari potenzialmente pericolose.

Fortunatamente, la Terra è protetta dalla sua stessa bolla generata dal suo campo magnetico, la magnetosfera, simile a una “campana” che a volte colpisce il campo magnetico del Sole, dettaglia il fisico.

Uno degli obiettivi principali di Solar Orbiter è capire come il Sole controlla l’eliosfera e stabilire la connessione con quello che si sente sulla Terra: questo si chiama spazio meteorologico, una disciplina recente che deve essere raffinato. E questo grazie all’associazione originale di due tipi di strumenti: il telerilevamento, per l’osservazione e “in situ”, per misurare l’ambiente intorno alla sonda.

Le osservazioni della sonda Parker

Venti e tempeste

I venti solari riempiono l’eliosfera. Scoperti negli anni ’60 da Eugène Parker, che ha dato il nome a una sonda solare inviata nel 2018 dalla NASA, si tratta di flussi continui di particelle provenienti dal sole.

A volte sono lenti, a volte veloci, e questa variabilità rimane inspiegabile. “Da dove vengono questi venti diversi? È lo stesso vento che varia? Quali sono le diverse fonti da cui fuggono”, si chiede Miho Janvier.

Un altro mistero: il meccanismo alla fonte delle tempeste solari, questi brevi ma violenti eventi che interrompono i venti, principalmente derivanti dalle eruzioni che si verificano nella corona – lo strato più esterno dell’atmosfera del Sole.

Ma queste tempeste possono anche “partire senza preavviso, senza un associato segno di eruzione, quindi la difficoltà di prevederle”, continua il fisico.

Le eruzioni, chiamate “espulsioni di massa coronale”, inviano nello spazio particelle di energia molto elevata, con un campo magnetico molto più forte dei venti. “Non sappiamo ancora quale meccanismo permetta di accelerare le particelle solari a tali energie. Abbiamo teorie, ma ci mancano ancora molti pezzi del puzzle”, sottolinea Miho Janvier.

“Con Solar Orbiter, saremo in grado di osservare in modo permanente le regioni che sono direttamente collegate alle fonti dei venti. Le immagini consentiranno di visualizzare i brillamenti solari”, si rallegra Matthieu Berthomier, del laboratorio di fisica del plasma della scuola politecnica.

Poli

Per la prima volta nella storia, Solar Orbiter scatta foto dei poli del sole. Che aspetto hanno? “Non ne abbiamo idea”, afferma Miho Janvier. Etienne Pariat, dell’Osservatorio di Parigi, prevede che saranno “un po ‘più scuri che verso l’equatore”, dove c’è più attività.

L’imaging dei poli dovrebbe aiutare a capire come il campo magnetico della stella circola ad alta latitudine, un elemento chiave nella comprensione dei cicli solari.

Cicli

Il Sole ha cicli di attività di circa 11 anni, identificabili in base al numero di punti sulla sua superficie – che Galileo (1564-1642) fu il primo a studiare.

L’espulsione solare si verifica principalmente attorno all’attività di picco. “È nella fase massima che ci sono più conseguenze sulle attività umane. Al momento, ci sono pochissime eruzioni perché siamo nel periodo di minimo solare; in 5 o 6 anni, lì ne avrò di più”, osserva Etienne Pariat.

Conoscere di più su questi cicli è importante, soprattutto dal punto di vista dell’esplorazione, perché “sarebbe meglio inviare gli umani su Marte in periodi minimi”.

Corona

La corona solare supera un milione di gradi mentre la superficie del Sole raggiunge “solo” 6.000 gradi. Questo gigantesco divario sfida le leggi della natura, cioè più ci si allontana da una fonte di calore più la temperatura diminuisce. Risolvere questo mistero è uno dei principali obiettivi della sonda Parker, inviata nel 2018. Solar Orbiter gli darà immagini contestuali. “Pensiamo che i fenomeni di riscaldamento della corona e la creazione del vento solare siano collegati, ma non sappiamo perché”, analizza Etienne Pariat.

TAG: eliosfera, marte, solar orbiter, sole, terra
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