Il Sole si sta rivelando con dettagli drammatici e sta facendo luce su come altre stelle possono formarsi e comportarsi in tutto l’universo. Il tutto grazie alla sonda solare Parker della NASA. Il veicolo spaziale sta resistendo a temperature torride per raccogliere dati che vengono condivisi per la prima volta in quattro nuovi documenti che illuminano caratteristiche precedentemente sconosciute e solo teorizzate sulla nostra stella.
Le informazioni che Parker ha scoperto su come il Sole espelle costantemente materiale ed energia aiuterà gli scienziati a riscrivere i modelli che usano per comprendere e prevedere il tempo spaziale attorno al nostro pianeta e comprendere il processo attraverso il quale le stelle vengono create ed evolvono. Queste informazioni saranno vitali per proteggere gli astronauti e la tecnologia nello spazio. Una parte importante del programma Artemis della NASA, che invierà la prima donna e il un uomo sulla Luna entro il 2024 e, infine, su Marte.
Osservazioni senza precedenti del Sole
Quattro articoli, ora disponibili online sulla rivista Nature, descrivono le osservazioni senza precedenti del Sole di Parker, attraverso due voli ravvicinati da record. Rivelano nuove intuizioni sui processi che guidano il vento solare – il costante deflusso di gas caldo e ionizzato che fuoriesce dal Sole e riempie il sistema solare – e su come questo si accoppia alla rotazione solare.
Attraverso questi sorvoli, la missione ha anche esaminato la polvere dell’ambiente coronale e individuato eventi di accelerazione delle particelle così piccoli che non sono rilevabili dalla Terra, che si trova a quasi 93 milioni di miglia dal Sole.
Durante i suoi voli iniziali, Parker studiò il Sole da una distanza di circa 15 milioni di miglia. Più vicina al Sole di Mercurio, ma l’astronave si avvicinerà ancora di più in futuro, poiché viaggia a più di 213.000 mph, più veloce di qualsiasi altro veicolo spaziale precedente.
Una visione senza precedenti
“Questi primi dati di Parker rivelano la nostra stella, il Sole, in modi nuovi e sorprendenti”, ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato per la scienza presso la sede della NASA a Washington. “Osservare il Sole da vicino piuttosto che da una distanza molto maggiore ci sta dando una visione senza precedenti di importanti fenomeni solari e di come questi ci influenzano sulla Terra e ci fornisce nuove intuizioni rilevanti per la comprensione delle stelle attive attraverso le galassie. È solo l’inizio di un momento incredibilmente eccitante per l’eliofisica con Parker all’avanguardia delle nuove scoperte.”
Tra i risultati ci sono nuove informazioni su come si comporta il costante deflusso del vento solare da parte del Sole. Visto vicino alla Terra, il plasma del vento solare sembra essere un flusso relativamente uniforme, che può interagire con il campo magnetico naturale del nostro pianeta e causare effetti meteorologici spaziali che interferiscono con la tecnologia.
Invece di quel flusso, vicino al Sole, le osservazioni di Parker rivelano un sistema dinamico e altamente strutturato, simile a quello di un estuario che funge da zona di transizione mentre un fiume scorre nell’oceano. Per la prima volta, gli scienziati sono in grado di studiare il vento solare dalla sua fonte, la corona del Sole, simile a come si potrebbe osservare il flusso che funge da sorgente di un fiume. Ciò fornisce una prospettiva molto diversa rispetto allo studio del vento solare qualora il suo flusso impatti sulla Terra.
Un lento vento solare
La sonda solare Parker della NASA ha osservato un lento vento solare che fuoriesce dal piccolo foro coronale – il lungo e sottile punto nero visto sul lato sinistro del sole nell’immagine in evidenza, catturata dal Solar Dynamics Observatory della NASA, il 27 ottobre 2018. Mentre gli scienziati sanno da tempo che i flussi di vento solare veloce fluiscono dai fori coronali vicino ai poli, non hanno ancora identificato in modo conclusivo la fonte del lento vento solare.
Un tipo di evento in particolare ha attirato l’attenzione delle squadre scientifiche: capovolgimenti nella direzione del campo magnetico, che fuoriesce dal Sole, rilevati dallo strumento FIELDS. Queste inversioni, soprannominate switchbacks, sembrano essere un fenomeno molto comune nel flusso del vento solare all’interno dell’orbita di Mercurio e durano da pochi secondi a diversi minuti. Eppure, sembrano non essere più lontani dal Sole, rendendoli non rilevabili senza volare direttamente attraverso quel vento solare come ha fatto Parker.
Durante una commutazione, il campo magnetico si sposta indietro su sé stesso fino a quando non punta quasi direttamente al Sole. Questi cambiamenti, insieme ad altre osservazioni del vento solare, possono fornire indizi su quali meccanismi riscaldano e accelerano il vento solare. Tali informazioni non solo aiutano a cambiare la nostra comprensione di ciò che provoca il vento solare e il tempo spaziale che colpisce la Terra, ma ci aiutano anche a comprendere come funzionano le stelle e come rilasciano energia magnetica nel loro ambiente.
La rotazione del sole influenza il vento solare
In una pubblicazione separata, basata sulle misurazioni dello strumento Alphas and Protons (SWEAP) degli elettroni eolici solari, i ricercatori hanno trovato indizi sorprendenti su come la rotazione del sole influenzi il deflusso del vento solare. Vicino alla Terra, il vento solare scorre oltre il nostro pianeta come se viaggiasse inizialmente in linea quasi retta – o “radialmente”, come raggi su una ruota di bicicletta, dal sole in tutte le direzioni. Ma il Sole ruota mentre rilascia il vento solare e prima che si liberi, il vento solare dovrebbe avere una spinta in sincronia con la rotazione del Sole.
Mentre Parker si avventurava a una distanza di circa 20 milioni di miglia dal Sole, i ricercatori hanno ottenuto le loro prime osservazioni su questo effetto. Qui, l’estensione di questo movimento laterale era molto più forte di quanto previsto, ma è anche passata più rapidamente di quanto previsto a un flusso dritto, rigorosamente verso l’esterno, che aiuta a mascherare gli effetti a una distanza maggiore.
Questa enorme atmosfera estesa del Sole influenzerà naturalmente la rotazione della stella. Comprendere questo punto di transizione nel vento solare è la chiave per aiutarci a capire come la rotazione del Sole rallenta nel tempo, con implicazioni per i cicli di vita della nostra stella, il suo passato potenzialmente violento, così come altre stelle e la formazione di dischi protoplanetari, densi dischi di gas e polvere che circondano le giovani stelle.
Polvere nel vento
Parker ha anche osservato le prime prove dirette di polvere che inizia a diradarsi a circa 7 milioni di miglia dal Sole – un effetto che è stato teorizzato per quasi un secolo, ma fino ad ora è stato impossibile misurare. Queste osservazioni sono state fatte usando lo strumento Wideer Field Imager per sonda solare (WISPR) di Parker, a una distanza di circa 4 milioni di miglia dal Sole.
Gli scienziati hanno a lungo sospettato che vicino al Sole questa polvere sarebbe stata riscaldata a temperature elevate, trasformandola in un gas e creando una regione priva di polvere attorno alla stella. Al ritmo osservato di diradamento, gli scienziati si aspettano di vedere una zona veramente priva di polvere a una distanza di circa 2-3 milioni di miglia dal Sole, che il veicolo spaziale potrebbe osservare già nel settembre 2020, durante il suo sesto sorvolo. Quella zona, priva di polvere, segnalerebbe un luogo in cui il materiale della polvere è stato evaporato dal calore del Sole, per diventare parte del vento solare che vola oltre la Terra.
Particelle Energetiche
Infine, gli strumenti di particelle energetiche di Parker Integrated Science Investigation of the Sun (ISʘIS) hanno misurato numerosi eventi inediti così piccoli che tutte le loro tracce vengono perse prima che raggiungano la Terra. Questi strumenti hanno anche misurato un raro tipo di esplosione di particelle con un rapporto particolarmente elevato di elementi più pesanti, suggerendo che entrambi i tipi di eventi potrebbero essere più comuni di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.
Gli eventi di particelle energetiche solari sono importanti, poiché possono sorgere improvvisamente e portare a condizioni meteorologiche spaziali vicino alla Terra che possono essere potenzialmente dannose per gli astronauti. Svelare le fonti, l’accelerazione e il trasporto di particelle energetiche solari ci aiuterà a proteggere meglio gli esseri umani nello spazio in futuro.
“Il Sole è l’unica stella che possiamo esaminare da vicino”, ha detto Nicola Fox, direttore della divisione di eliofisica presso la sede della NASA. “Ottenere dati alla fonte già sta rivoluzionando la nostra comprensione della nostra stella e delle stelle in tutto l’Universo. Il nostro piccolo veicolo spaziale sta combattendo in condizioni brutali per inviare a casa sorprendenti ed emozionanti rivelazioni.”
Guarda il video con le immagini raccolte dalla sonda Parker
