Il 6 novembre, la Parker Solar Probe della NASA ha effettuato un passaggio a soli 234 miglia (376 chilometri) dalla superficie di Venere. Questo volo ravvicinato aveva come obiettivo quello di eseguire una manovra di assistenza gravitazionale, permettendo alla sonda di acquisire parte della velocità di Venere per modificare l’orbita della sonda stessa e avvicinarsi ulteriormente al Sole. Sebbene la Parker Solar Probe avesse già realizzato diversi passaggi vicini al Sole, questo è stato il più vicino, avvicinandosi a circa 3,8 milioni di miglia (6 milioni di km) dalla superficie solare, ovvero meno di nove volte il raggio del Sole.

Al momento del passaggio più ravvicinato, Parker viaggiava quasi a 435.000 mph (700.000 km/h), rendendola l’oggetto più veloce mai progettato dall’uomo. Per avere un’idea della rapidità di questo viaggio, possiamo convertire la velocità di Parker in termini della velocità della luce, esprimendola come lo 0,06% di essa. L’obiettivo della missione della Parker Solar Probe è indagare i misteri della corona solare, l’atmosfera esterna del Sole. Da decenni sappiamo che la superficie visibile del Sole, la fotosfera, ha una temperatura di qualche migliaio di kelvin, mentre la corona si aggira sui milioni di kelvin.

È come accendere una lampadina: la lampadina è tiepida al tatto, ma l’aria circostante è mille volte più calda. Come mai? Le ultime notizie spaziali, aggiornamenti sui lanci di razzi e eventi di osservazione del cielo! Sappiamo che la corona non può essere riscaldata attraverso normali processi di trasferimento di calore, poiché ciò violerebbe la seconda legge della termodinamica: la superficie più fresca non può trasferire calore a quella più calda. Deve quindi esserci un altro processo in gioco, che coinvolge campi magnetici, i quali giocano un ruolo fondamentale e dinamico nella fisica della corona.

Ironia della sorte, non serve una grande quantità di energia per riscaldare la corona, grazie all’influenza che l’elio ha nel calcolo energetico. L’elio costituisce circa il 25% della massa del Sole. Le temperature nella fotosfera sono abbastanza basse perché l’elio, che normalmente possiede due elettroni, perda uno di essi, entrando così in uno stato parzialmente ionizzato. Questo stato permette all’elio di emettere molta radiazione, contribuendo al bagliore generale del Sole, ma mantiene anche la temperatura sotto controllo, poiché vi è un “fuggi-fuggi” facile per il calore del Sole.

Quando la temperatura aumenta, l’elio perde il suo altro elettrone diventando completamente ionizzato. Questo rende molto più difficile il rilascio di radiazione, migliorando notevolmente la capacità di trattenere il calore. Gli scienziati solari chiamano questa transizione “evaporazione”, riferendosi ad un’analogia con l’acqua che bolle per produrre vapore. Il risultato è che non serve molta energia – circa 1 kilowatt per ogni metro quadrato – per riscaldare la corona a temperature estremamente elevate. Questo equivale a ricoprire la superficie del Sole con lavastoviglie, che rappresentano meno dello 0,0025% dell’energia totale emessa dal Sole.

Significa che qualunque cosa utilizziamo per riscaldare la corona, possiamo farlo in modo molto inefficiente e funzionerà comunque. Ed è qui che entra in gioco la Parker Solar Probe. Per studiare questa regione del Sole, la sonda è equipaggiata con quattro suite di strumenti, chiamate FIELDS, WISPR, IS-O-IS e SWEAP. Questi strumenti lavorano insieme per analizzare la corona stessa, il vento solare (il flusso di particelle cariche che si sprigionano dalla corona) e la fotosfera per elaborare un quadro completo.

Così, Parker ha scoperto come onde strane di energia del campo magnetico chiamate switchback rivestano un ruolo cruciale nel riscaldare la corona. Uno switchback inizia nella fotosfera turbolenta, dove plume di plasma si sollevano costantemente verso la superficie e poi rientrano. Di tanto in tanto, possono formarsi aree di energia magnetica intensa, dove molte linee di campo si attorcigliano. Alcuni di questi campi sono diritti, puntando lontano dal Sole, mentre altri tornano alla superficie a forma di un enorme ferro di cavallo.

Quando questi due tipi di campi magnetici si scontrano, le linee possono disconnettersi e riconnettersi, formando un grande kink a forma di S nelle linee di campo. Questo kink, noto come switchback, si allontana dal Sole e si addentra nella corona. Alla fine, lo switchback si dissolve, rilasciando la sua energia. Gli astronomi ritengono che questo sia uno dei modi più importanti — se non il più importante — con cui il Sole riscalda la sua corona. Questa ricerca è particolarmente significativa perché i campi magnetici controllano anche l’evoluzione del clima spaziale, che coinvolge tempeste di plasma che si distaccano dal Sole e si dirigono attraverso il sistema solare. Il clima spaziale ha un enorme impatto sui satelliti, i voli spaziali umani e persino sulle nostre reti elettriche. Quindi, più comprendiamo il complesso ruolo dei campi magnetici in tutte le regioni del Sole, meglio possiamo prevedere e pianificare le tempeste solari di ogni tipo.