Le eruzioni solari sono un fenomeno affascinante e hanno un impatto profondo su ciò che gli astronomi chiamano “meteo spaziale”. Questi eventi variano con il ciclo solare di 11 anni del Sole, rilasciando enormi quantità di radiazioni attraverso lo spettro elettromagnetico (dall’ultravioletto estremo ai raggi X) nello spazio. Gli effetti delle eruzioni sono stati osservati sin dai tempi antichi, inclusa l’apparizione di aurore a latitudini elevate (Aurora Boreale e Australe), ma sono stati oggetto di studio e previsione solo per circa un secolo e mezzo. Tuttavia, resta ancora molto sconosciuto riguardo a questi eventi drammatici.
Ad esempio, si sa che le eruzioni influenzano l’atmosfera del Sole, dalla superficie visibile (fotosfera) al suo strato esterno (corona). Tuttavia, ci sono ancora domande su come questi eventi influenzino gli strati più bassi dell’atmosfera. In uno studio recente condotto dall’Università del Colorado, Boulder, un team di ricercatori ha documentato la rotazione di due piccoli punti solari della superficie del Sole (pori) utilizzando il Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) a Mauna Kea. Questi pori sono stati associati a un’eruzione meno potente e si sono mossi in un modo mai osservato prima, suggerendo che la dinamica dell’atmosfera solare sia più complessa di quanto si pensasse in precedenza.
Lo studio è stato guidato da Rahul Yadav, un ricercatore del Laboratorio per la Fisica Atmosferica e Spaziale (LASP) dell’Università del Colorado, Boulder (UC Boulder). Era accompagnato da colleghi del Dipartimento di Scienze Astrofisiche e Planetarie di UC Boulder, dell’Osservatorio Solare Nazionale (NSO) della Fondazione Nazionale per la Scienza degli Stati Uniti (NSF) e dell’Istituto di Fisica Solare-Terrestre di SB RAS. L’articolo che dettaglia le loro scoperte, “Rotazione dei Pori Fotosferici Associata a un’Eruzione di Classe C da Osservazioni Spettropolari con DKIST“, è recentemente apparso sulle Lettere del Journal Astrofisico.
Il telescopio solare Daniel K. Inouye, situato sulla cima del Mauna Kea, Hawaii. Credito: NSF/NSO/AURA
Si pensa che le eruzioni solari si verifichino quando l’energia magnetica accumulata nell’atmosfera del Sole accelera le particelle cariche nel plasma circostante. Si verificano in regioni attive e sono spesso accompagnate da una significativa quantità di plasma espulso nello spazio – un Eiezione di Massa Coronale (CME) – e dal rilascio di particelle accelerate – un Evento di Particelle Solari (SPE). Questi possono creare problemi ai satelliti in orbita terrestre e interferire con antenne radio e reti elettroniche sulla superficie, motivo per cui gli scienziati sono interessati a saperne di più.
Le eruzioni sono classificate in base alla loro intensità: la classe B è la più debole, le classi C e M sono leggermente più energetiche, mentre la classe X è la più potente. Studi precedenti hanno dimostrato come intense eruzioni solari possano causare la rapida rotazione di grandi macchie solari, distorcendo le regioni attive sulla superficie del Sole. Ma come spiegato dal Dr. Yadav in un comunicato stampa dell’NSO, ciò che hanno osservato è stato piuttosto inaspettato. “[T] questo studio segna la prima volta che una tale rotazione è stata osservata su scala più piccola—meno di 2.000 chilometri [~1.245 mi] di diametro—associata a un’eruzione di classe C meno intensa,” ha affermato.
Inoltre, osservazioni precedenti hanno trovato che i movimenti rotazionali delle macchie solari avvengono direttamente al nastro di eruzione, dove si verificano le emissioni più intense durante un evento di eruzione. Questa volta, il team ha osservato una rotazione pre-eruzione situata a breve distanza dal nastro di eruzione, il che suggerisce che il collegamento tra i diversi strati dell’atmosfera solare durante le eruzioni possa essere più complesso di quanto si pensasse in precedenza. Yadav e i suoi colleghi suggeriscono che il processo da loro osservato sia guidato da cambiamenti nella forza di Lorentz causati da interazioni tra particelle cariche solari (ovvero vento solare) e i suoi campi magnetici.
Come ha spiegato la Prof.ssa Maria Kazachenko, scienziata dell’NSO e coautrice dello studio, “Quando le linee di campo magnetico nella corona si riorganizzano, potrebbero indurre cambiamenti nell’atmosfera inferiore, portando alla rotazione osservata. Questa scoperta aggiunge una nuova dimensione alla nostra comprensione delle complesse interazioni magnetiche che si verificano durante le eruzioni solari.”
Questa animazione mostra l’evoluzione temporale di una regione di eruzione solare e delle macchie/pore solari circostanti, come osservato dallo strumento VBI del Telescopio Solare Inouye. Credito: NSO–NSF
Le osservazioni uniche effettuate dal team utilizzando il telescopio Inouye offrono nuove intuizioni sui meccanismi attraverso cui le eruzioni solari influenzano gli strati inferiori dell’atmosfera del Sole. Ad esempio, le osservazioni passate hanno rivelato molto sui movimenti di rotazione delle macchie solari che si sono verificati durante eruzioni più potenti (di classe M o X). Tuttavia, i dati di Inouye hanno rivelato che simili movimenti rotazionali possono verificarsi anche con eruzioni meno intense e su scale più piccole. Queste scoperte potrebbero dare origine a nuove vie di ricerca e aiutare a perfezionare i nostri modelli di attività solare.
Ciò avrà implicazioni per le crescenti costellazioni di satelliti per le telecomunicazioni, la ricerca, Internet e osservazione della Terra in orbita terrestre. Predire il meteo spaziale, che influisce su tutto nel Sistema Solare fino al limite della eliiosfera, è anche importante per missioni a lungo termine nello spazio. Per gli astronauti che lavorano sulla Luna e su Marte e transitano nello spazio profondo, conoscere meglio l’attività delle eruzioni aiuterà a ridurre il rischio di esposizione alle radiazioni.