Grazie alla sua orbita recentemente inclinata attorno al Sole, la sonda Solar Orbiter, guidata dall’Agenzia Spaziale Europea, è la prima a riprendere i poli del Sole dall’esterno del piano dell’eclittica. L’esclusivo angolo di visione di Solar Orbiter cambierà la nostra comprensione del campo magnetico solare, del ciclo solare e del funzionamento della meteorologia spaziale. Ogni immagine del Sole che abbiate mai visto è stata scattata da una posizione attorno all’equatore solare. Questo perché la Terra, gli altri pianeti e tutte le altre sonde spaziali operative orbitano attorno al Sole all’interno di un disco piatto chiamato piano eclittico. Inclinando la sua orbita rispetto a questo piano, Solar Orbiter rivela il Sole da un’angolazione completamente nuova. Il video qui sopra confronta la vista di Solar Orbiter (in giallo) con quella dalla Terra (in grigio), il 23 marzo 2025. All’epoca, Solar Orbiter osservava il Sole da un’angolazione di 17° sotto l’equatore solare, sufficiente per vedere direttamente il polo sud del Sole. Nei prossimi anni, la sonda inclinerà ulteriormente la sua orbita , quindi le viste migliori devono ancora arrivare. «Oggi sveliamo le prime immagini in assoluto del polo solare mai viste dall’uomo», afferma la Prof.ssa Carole Mundell, Direttrice Scientifica dell’ESA. «Il Sole è la stella a noi più vicina, fonte di vita e potenziale distruttore dei moderni sistemi energetici spaziali e terrestri, quindi è fondamentale comprenderne il funzionamento e imparare a prevederne il comportamento. Queste nuove immagini uniche della nostra missione Solar Orbiter segnano l’inizio di una nuova era per la scienza solare». Link video:
Tutti gli occhi puntati sul polo sud del Sole:
Il collage qui sopra mostra il polo sud del Sole registrato il 16 e 17 marzo 2025, quando il Solar Orbiter osservava il Sole da un angolo di 15° sotto l’equatore solare. Questa è stata la prima campagna di osservazione ad alto angolo della missione, pochi giorni prima di raggiungere l’attuale angolo di visione massimo di 17°. Le immagini mostrate sopra sono state acquisite da tre degli strumenti scientifici di Solar Orbiter : il Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), l’Extreme Ultraviolet Imager (EUI) e lo strumento Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE). Clicca sull’immagine per ingrandire e vedere le versioni video dei dati. «Non sapevamo esattamente cosa aspettarci da queste prime osservazioni: i poli del Sole sono letteralmente terra incognita», afferma il Prof. Sami Solanki, a capo del team di strumenti PHI del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Germania. Ogni strumento osserva il Sole in modo diverso. PHI fotografa il Sole in luce visibile (in alto a sinistra) e mappa il campo magnetico superficiale del Sole (in alto al centro). EUI fotografa il Sole in luce ultravioletta (in alto a destra), rivelando il gas carico a milioni di gradi nell’atmosfera esterna del Sole, la corona. Lo strumento SPICE (in basso) cattura la luce proveniente da diverse temperature del gas carico sopra la superficie del Sole, rivelando così i diversi strati dell’atmosfera solare. Confrontando e analizzando le osservazioni complementari effettuate da questi tre strumenti di imaging, possiamo scoprire come si muove la materia negli strati esterni del Sole. Questo potrebbe rivelare modelli inaspettati, come vortici polari (gas vorticoso) simili a quelli osservati attorno ai poli di Venere e Saturno. Queste nuove e rivoluzionarie osservazioni sono fondamentali anche per comprendere il campo magnetico del Sole e perché si inverte all’incirca ogni 11 anni, in coincidenza con un picco di attività solare. Gli attuali modelli e previsioni del ciclo solare undecennale non sono in grado di prevedere esattamente quando e con quale intensità il Sole raggiungerà il suo stato di massima attività.
Magnetismo disordinato al massimo solare:
Una delle prime scoperte scientifiche emerse dalle osservazioni polari del Solar Orbiter è che al polo sud il campo magnetico del Sole è attualmente disturbato. Mentre un magnete normale ha un polo nord e un polo sud ben definiti, le misurazioni del campo magnetico dello strumento PHI mostrano che al polo sud del Sole sono presenti campi magnetici sia di polarità nord che sud. Ciò accade solo per un breve periodo durante ogni ciclo solare, al massimo solare, quando il campo magnetico del Sole si inverte ed è al massimo della sua attività . Dopo l’inversione di campo, una singola polarità dovrebbe lentamente accumularsi e prendere il sopravvento ai poli del Sole. Tra 5-6 anni, il Sole raggiungerà il suo prossimo minimo solare, durante il quale il suo campo magnetico è al massimo dell’ordine e il Sole mostra i suoi livelli di attività più bassi. “Non è ancora del tutto chiaro come avvenga esattamente questo accumulo, quindi Solar Orbiter ha raggiunto latitudini elevate proprio al momento giusto per seguire l’intero processo dalla sua prospettiva unica e vantaggiosa”, osserva Sami.
La visione di PHI del campo magnetico solare completo contestualizza queste misurazioni. Più scuro è il colore (rosso/blu), più intenso è il campo magnetico lungo la linea di vista dal Solar Orbiter al Sole. I campi magnetici più intensi si trovano in due bande ai lati dell’equatore solare. Le regioni rosso scuro e blu scuro evidenziano le regioni attive, dove il campo magnetico si concentra nelle macchie solari sulla superficie del Sole ( fotosfera ). Nel frattempo, sia il polo sud che quello nord del Sole sono punteggiati da macchie rosse e blu. Questo dimostra che, a piccola scala, il campo magnetico solare ha una struttura complessa e in continua evoluzione.
SPICE misura il movimento per la prima volta:
Un’altra interessante novità per Solar Orbiter arriva dallo strumento SPICE. Essendo uno spettrografo a immagini, SPICE misura la luce (linee spettrali) emessa da specifici elementi chimici – tra cui idrogeno, carbonio, ossigeno, neon e magnesio – a temperature note. Negli ultimi cinque anni, SPICE ha utilizzato questa tecnologia per rivelare cosa accade nei diversi strati sopra la superficie del Sole. Ora, per la prima volta, il team SPICE è riuscito anche a utilizzare il tracciamento preciso delle linee spettrali per misurare la velocità di movimento di ammassi di materiale solare. Questa è nota come “misurazione Doppler”, dal nome dello stesso effetto che fa cambiare tono alle sirene delle ambulanze in transito. La mappa di velocità risultante rivela come la materia solare si muove all’interno di uno specifico strato del Sole. Qui sotto, è possibile confrontare direttamente la posizione e il movimento delle particelle (ioni di carbonio) in un sottile strato chiamato ” regione di transizione “, dove la temperatura del Sole aumenta rapidamente da 10.000 °C a centinaia di migliaia di gradi.
L’immagine a sinistra mostra una mappa di intensità, che rivela la posizione degli ammassi di ioni carbonio. L’immagine a destra mostra una mappa di velocità, dove il blu e il rosso indicano rispettivamente la velocità con cui gli ioni carbonio si muovono verso e lontano dalla sonda Solar Orbiter. Le zone blu e rosse più scure sono correlate al materiale che scorre più velocemente a causa di piccoli pennacchi o getti. Fondamentalmente, le misurazioni Doppler possono rivelare come le particelle vengono espulse dal Sole sotto forma di vento solare . Scoprire come il Sole produce il vento solare è uno degli obiettivi scientifici chiave di Solar Orbiter . “Le misurazioni Doppler del vento solare che parte dal Sole da parte di missioni spaziali attuali e passate sono state ostacolate dalla visione radente dei poli solari. Le misurazioni da alte latitudini, ora possibili con Solar Orbiter, rappresenteranno una rivoluzione nella fisica solare”, afferma il capo del team SPICE, Frédéric Auchère dell’Università di Parigi-Saclay (Francia).
Il meglio deve ancora venire:
Queste sono solo le prime osservazioni effettuate da Solar Orbiter dalla sua orbita appena inclinata, e gran parte di questo primo set di dati attende ancora ulteriori analisi. Il set di dati completo del primo volo completo “da polo a polo” di Solar Orbiter oltre il Sole dovrebbe arrivare sulla Terra entro ottobre 2025. Tutti e dieci gli strumenti scientifici di Solar Orbiter raccoglieranno dati senza precedenti negli anni a venire. “Questo è solo il primo gradino della ‘scala verso il paradiso’ di Solar Orbiter: nei prossimi anni, la sonda si allontanerà ulteriormente dal piano dell’eclittica per ottenere viste sempre migliori delle regioni polari del Sole. Questi dati trasformeranno la nostra comprensione del campo magnetico solare, del vento solare e dell’attività solare”, osserva Daniel Müller, scienziato del progetto Solar Orbiter dell’ESA. Link video:
Solar Orbiter è il laboratorio scientifico più complesso che abbia mai studiato la nostra stella madre: ha ripreso le immagini del Sole da una distanza più ravvicinata di qualsiasi altra sonda spaziale ed è stato il primo a osservarne le regioni polari.
Nel febbraio 2025 , Solar Orbiter ha ufficialmente iniziato la parte “ad alta latitudine” del suo viaggio attorno al Sole, inclinando la sua orbita di 17° rispetto all’equatore solare. Al contrario, i pianeti e tutte le altre sonde che osservano il Sole orbitano sul piano dell’eclittica, inclinate al massimo di 7° rispetto all’equatore solare.
L’unica eccezione è la missione Ulysses dell’ESA/NASA (1990-2009), che sorvolò i poli del Sole ma non trasportava alcuno strumento di imaging. Le osservazioni di Solar Orbiter integreranno quelle di Ulysses, osservando per la prima volta i poli con telescopi, oltre a una suite completa di sensori in situ, mentre vola molto più vicino al Sole. Inoltre, Solar Orbiter monitorerà i cambiamenti ai poli durante l’intero ciclo solare. Solar Orbiter continuerà a orbitare attorno al Sole con questo angolo di inclinazione fino al 24 dicembre 2026, quando il suo prossimo volo oltre Venere inclinerà la sua orbita di 24°. Dal 10 giugno 2029, la sonda orbiterà attorno al Sole con un angolo di 33°. ( Panoramica del viaggio di Solar Orbiter attorno al Sole .) Solar Orbiter è una missione spaziale frutto di una collaborazione internazionale tra ESA e NASA, gestita dall’ESA. Lo strumento Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) di Solar Orbiter è guidato dal Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), in Germania. Lo strumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) è guidato dall’Osservatorio Reale del Belgio (ROB). Lo strumento Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) è uno strumento a guida europea, guidato dall’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) di Parigi, in Francia.
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