Un modello per due misteri solari
loading

Riscaldamento della corona e vento solare lento potrebbero avere come fattore comune una pioggia coronale tipica dei loop magnetici più piccoli. Questo il risultato di uno studio del Goddard


Fonte E. I. Mason et al. Observations of Solar Coronal Rain in Null Point Topologies, The Astrophysical Journal (2019)


Pioggia coronale. Crediti NASA
Pioggia coronale. Crediti NASA

A metà 2017, per cinque mesi, Emily Mason del NASA Goddard Space Fligth Center si è dedicata alla stessa attività: guardare le immagini del Sole. Il lavoro è arrivato fino a Ottobre 2017, quando è stato realizzato di aver osservato nel posto sbagliato. Ciò che l'astrofisica stava cercando era la pioggia coronale: bolle giganti di plasma che piovono dall'atmosfera esterna del Sole tornando sulla sua superficie. Ciò che ci si attendeva era di trovare questo fenomeno nei loop magnetici più grandi, come previsto dalle simulazioni al computer, ma in realtà l'errore stava proprio qui. E così oggi Mason e colleghi descrivono su Astrophysical Journal Letters la prima osservazione della pioggia coronale in una tipologia molto più piccola di struttura e la scoperta può creare un nuovo link tra l'anomalo surriscaldamento della [V]corona solare[/V] e la sorgente del vento solare lento, due dei misteri più grandi della fisica solare.

Attraverso le immagini del Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA, il Sole sembra aver poco in comune con la Terra ma il nostro pianeta fornisce delle guide molto utili per far chiarezza sul caotico Sole. Una di queste guide è la pioggia. 

Sulla Terra la pioggia è parte del ciclo dell'acqua che parte dagli oceani, evapora in atmosfera e torna negli oceani tramite pioggia. Sul Sole la pioggia coronale funziona in modo simile ma anziché di acqua si parla di plasma riscaldato a milioni di gradi. Un plasma che traccia i loop magnetici che emergono dalla superficie solare. Proprio laddove il loop è collegato alla superficie solare il plasma viene surriscaldato da poche migliaia di gradi a 1.8 milioni di gradi Fahrenheit. Si espande a formare il loop, raggiunge il proprio picco lontano dalla sorgente di calore e si raffredda, condensando e piovendo di nuovo verso la superficie. 

Attività solare. Crediti NASA/SDO
Attività solare. Crediti NASA/SDO

Le simulazioni hanno mostrato come la pioggia coronale si verifichi soltanto laddove il calore venga applicato alla base del loop: se un loop mostra una pioggia, allora vuol dire che nel primo 10% di altezza si è verificato un riscaldamento coronale. In tali circostanze i loop sarebbero un indizio dei luoghi di riscaldamento della corona e così lo studio iniziale è andato a convergere sui loop maggiori, quelli che sembravano mostrare le maggiori chances di successo.

SDO immortala il Sole ogni venti secondi fin dal 2010, anno del lancio, ma nonostante la mole di dati nulla è stato rinvenuto.

Passando a loop più piccoli, invece, i risultati sono arrivati: una altezza pari a circa il 2% rispetto a quella raggiunta dai loop maggiori ma una pioggia in grado di condensare laddove si verifica il riscaldamento della corona solare. Nulla è noto circa il processo di riscaldamento, ma è noto che si verifica qui.

Qualcosa ancora non va rispetto alle aspettative, però: secondo i modelli la pioggia dovrebbe verificarsi soltanto in presenza di loop totalmente chiusi, che ricadono sulla superficie, mentre le osservazioni parlano di pioggia anche in presenza di loop aperti. Per spiegare questa anomalia, il team di studio ha sviluppato una alternativa in grado di connettere la pioggia con l'origine del vento solare lento. La pioggia di plasma avrebbe inizio su un loop chiuso ma potrebbe passare tramite riconnessione magnetica anche a loop aperti. Il fenomeno appare frequentemente sul Sole, dove loop chiusi vanno a fondersi con loop aperti. Immediatamente, il plasma super-riscaldato del loop chiuso si ritrova su una linea aperta e parte del plasma si espande rapidamente, si raffredda e piove sul Sole. Altra parte può invece fuggir via, dando vita - forse - al vento solare lento.

Il Parker Solar Probe dovrà dare anche questa risposta.