Dagli anni ’60 del XX secolo, gli astronomi si sono chiesti come il “vento solare” supersonico del Sole, un flusso di particelle energetiche che fluisce nel sistema solare, continui a ricevere energia una volta che lascia il Sole. Ora, grazie a una fortunata formazione di una navicella spaziale della NASA e di una dell’ESA (Agenzia spaziale europea)/NASA che attualmente studiano il Sole, potrebbero aver scoperto la risposta:
Una conoscenza che è un pezzo cruciale del puzzle per aiutare gli scienziati a prevedere meglio l’attività solare tra il Sole e la Terra. Uno studio pubblicato nel numero del 30 agosto 2024 della rivista Science fornisce prove convincenti del fatto che i venti solari più rapidi sono alimentati da “tornanti” magnetici, ovvero grandi deviazioni del campo magnetico, in prossimità del Sole. “Il nostro studio affronta un’enorme questione aperta su come viene alimentato il vento solare e ci aiuta a capire come il Sole influenza il suo ambiente e, in ultima analisi, la Terra”, ha affermato Yeimy Rivera, co-leader dello studio e ricercatore post-dottorato presso lo Smithsonian Astrophysical Observatory, parte del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. “Se questo processo avviene nella nostra stella locale, è altamente probabile che questo alimenti i venti di altre stelle attraverso la galassia della Via Lattea e oltre e potrebbe avere implicazioni per l’abitabilità degli esopianeti”. In precedenza, la sonda solare Parker della NASA aveva scoperto che questi tornanti erano comuni in tutto il vento solare. Parker, che è diventata la prima sonda a entrare nell’atmosfera magnetica del Sole nel 2021, ha permesso agli scienziati di determinare che i tornanti diventano più distinti e più potenti vicino al Sole. Finora, tuttavia, gli scienziati non avevano prove sperimentali che questo interessante fenomeno depositi effettivamente abbastanza energia da essere importante nel vento solare:
“Circa tre anni fa, stavo tenendo una conferenza su quanto siano affascinanti queste onde”, ha detto il coautore Mike Stevens, astrofisico del Center for Astrophysics. “Alla fine, un professore di astronomia si è alzato e ha detto, ‘è interessante, ma sono davvero importanti?'” Per rispondere a questa domanda, il team di scienziati ha dovuto usare due diverse sonde spaziali. Parker è costruito per volare attraverso l’atmosfera del Sole, o “corona”. Anche la missione Solar Orbiter dell’ESA e della NASA è su un’orbita che la porta relativamente vicina al Sole e misura il vento solare a distanze maggiori. La scoperta è stata possibile grazie a un allineamento casuale nel febbraio 2022 che ha permesso sia alla sonda solare Parker che al Solar Orbiter di misurare lo stesso flusso di vento solare a distanza di due giorni l’uno dall’altro. Il Solar Orbiter era quasi a metà strada verso il Sole mentre il Parker stava costeggiando il bordo dell’atmosfera magnetica del Sole.”Inizialmente non ci siamo resi conto che Parker e Solar Orbiter stessero misurando la stessa cosa. Parker ha visto questo plasma più lento vicino al Sole che era pieno di onde di ritorno, e poi Solar Orbiter ha registrato un flusso veloce che aveva ricevuto calore e con pochissima attività delle onde”, ha detto Samuel Badman, astrofisico del Center for Astrophysics e altro co-responsabile dello studio. “Quando abbiamo collegato i due, è stato un vero momento di illuminazione”.
Gli scienziati sanno da tempo che l’energia viene trasferita attraverso la corona solare e il vento solare, almeno in parte, attraverso le cosiddette “onde di Alfvén”. Queste onde trasportano l’energia attraverso un plasma, lo stato surriscaldato della materia che costituisce il vento solare. Tuttavia, non è stato possibile misurare quanto le onde di Alfvén si evolvano e interagiscano con il vento solare tra il Sole e la Terra, finché queste due missioni non sono state inviate più vicine al Sole che mai, nello stesso momento. Ora, gli scienziati possono determinare direttamente quanta energia è immagazzinata nelle fluttuazioni magnetiche e di velocità di queste onde vicino alla corona, e quanta energia in meno è trasportata dalle onde più lontane dal Sole. La nuova ricerca dimostra che le onde di Alfvén, sotto forma di tornanti, forniscono energia sufficiente a spiegare il riscaldamento e l’accelerazione documentati nel flusso più veloce del vento solare mentre si allontana dal Sole. “Ci è voluto più di mezzo secolo per confermare che l’accelerazione e il riscaldamento delle onde di Alfvén sono processi importanti e avvengono più o meno nel modo in cui pensiamo“, ha affermato John Belcher, professore emerito del Massachusetts Institute of Technology che ha co-scoperto le onde di Alfvén nel vento solare ma non è stato coinvolto in questo studio. Oltre ad aiutare gli scienziati a prevedere meglio l’attività solare e il meteo spaziale, queste informazioni ci aiutano a comprendere i misteri dell’universo altrove e il modo in cui le stelle simili al Sole e i venti stellari operano ovunque. “Questa scoperta è uno dei tasselli chiave del puzzle per rispondere alla domanda vecchia di 50 anni su come il vento solare viene accelerato e riscaldato nelle parti più interne dell’eliosfera, avvicinandoci alla conclusione di uno dei principali obiettivi scientifici della missione Parker Solar Probe”, ha affermato Adam Szabo, responsabile scientifico della missione Parker Solar Probe presso la NASA.
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