La missione Solar Orbiter ha catturato nuove immagini del Sole, offrendo le viste ad alta risoluzione più dettagliate mai viste della superficie visibile della nostra stella. Queste immagini rivelano macchie solari e il gas caricato in movimento continuo, chiamato plasma. Gli scienziati sperano che queste immagini possano fornire indizi fondamentali per comprendere i segreti del Sole come mai prima d’ora.
Le immagini, scattate il 22 marzo 2023 e rilasciate il mercoledì successivo, mostrano diversi aspetti dinamici del Sole, tra cui il movimento del campo magnetico e il bagliore della corona solare, l’atmosfera esterna estremamente calda del Sole. La sonda ha utilizzato due dei suoi sei strumenti di imaging, tra cui l’Extreme Ultraviolet Imager (EUI) e il Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), per catturare queste immagini da una distanza di 74 milioni di chilometri.
La Solar Orbiter, una missione congiunta tra l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e la NASA, è stata lanciata nel febbraio del 2020 e orbita attorno al Sole a una distanza media di 42 milioni di chilometri. Missioni come Solar Orbiter e la Parker Solar Probe della NASA stanno aiutando a rispondere a domande chiave sulla nostra stella, come cosa alimenta il vento solare e perché la corona è così tanto più calda della superficie del Sole.
Il mistero del campo magnetico solare
Secondo Daniel Müller, scienziato del progetto Solar Orbiter, “Il campo magnetico del Sole è la chiave per comprendere la natura dinamica della nostra stella, dalle più piccole alle più grandi scale”. Le nuove mappe ad alta risoluzione dello strumento PHI mostrano la bellezza del campo magnetico e dei flussi sulla superficie solare con grande dettaglio. Questo strumento è fondamentale anche per dedurre il campo magnetico nella caldissima corona solare, che l’EUI sta riprendendo.
Le nuove immagini catturate offrono uno sguardo straordinario sui vari strati complessi del Sole. Il Polarimetric and Helioseismic Imager ha catturato la vista più dettagliata della superficie visibile del Sole, o fotosfera, fino a oggi. Quasi tutta la radiazione del Sole ha origine nella fotosfera, che ha temperature sfrigolanti tra i 4.500 e i 6.000 gradi Celsius. Al di sotto della fotosfera, il plasma caldo si sposta nella zona convettiva del Sole, in un processo simile a come il magma si muove nel mantello terrestre.
Le macchie solari e i movimenti del plasma
Le immagini della fotosfera mostrano le macchie solari, che assomigliano a buchi sulla superficie solare. Queste regioni scure, alcune delle quali possono raggiungere dimensioni paragonabili alla Terra o anche più grandi, sono guidate dai campi magnetici del Sole in continua evoluzione. Le macchie, dove il campo magnetico solare si rompe attraverso la superficie, sono più fredde rispetto all’ambiente circostante e quindi emettono meno luce.
Oltre alle immagini della fotosfera, lo strumento PHI ha permesso agli scienziati di ottenere un magnetogramma, una mappa magnetica che mostra le concentrazioni del campo magnetico nelle regioni delle macchie solari. Normalmente, la convezione aiuta a spostare il calore dall’interno del Sole alla superficie, ma questo processo viene interrotto quando le particelle cariche sono costrette a seguire le linee del campo magnetico che si concentrano attorno alle macchie solari.
Gli scienziati hanno anche misurato la velocità e la direzione del materiale sulla superficie del Sole utilizzando una mappa della velocità, o tachogramma. Le porzioni blu indicano il movimento verso Solar Orbiter, mentre quelle rosse mostrano ciò che si sta allontanando dalla sonda. Il gas carico sulla superficie del Sole si muove generalmente in tandem con la rotazione del Sole sul proprio asse, mentre il plasma viene effettivamente spinto fuori attorno alle macchie solari.
La corona solare e i segreti del calore
Nel frattempo, l’Extreme Ultraviolet Imager osserva la corona del Sole per cercare di capire perché sia significativamente più calda della fotosfera, raggiungendo temperature di 1 milione di gradi Celsius. L’immagine della corona catturata dall’EUI fornisce un’istantanea di ciò che accade sopra la fotosfera, mostrando il plasma caldo e luminoso che sporge dalle regioni delle macchie solari. La sonda ha dovuto ruotare dopo ogni scatto per catturare ogni parte del volto del Sole, con ogni immagine risultante da un mosaico di 25 immagini individuali.
Un periodo dinamico per il Sole
Gli scienziati della NOAA, della NASA e del Solar Cycle Prediction Panel internazionale hanno annunciato lo scorso ottobre che il Sole ha raggiunto il massimo solare, ovvero il picco di attività all’interno del suo ciclo di 11 anni. Durante questo periodo, i poli magnetici del Sole si invertono, portando la nostra stella da una fase calma a una fase attiva. L’attività solare, comprese le eruzioni e le espulsioni di massa coronale, crea eventi di meteo spaziale che possono avere un impatto sulla Terra, come interruzioni alle reti elettriche, problemi ai sistemi GPS e radio blackout.
Le tempeste solari sono anche responsabili delle aurore che danzano attorno ai poli della Terra, note come aurore boreali e aurore australi. Quando le particelle cariche delle espulsioni di massa coronale raggiungono il campo magnetico terrestre, interagiscono con i gas nell’atmosfera, creando le diverse luci colorate nel cielo.
Il 24 dicembre, la Parker Solar Probe si avvicinerà a soli 6,2 milioni di chilometri dalla superficie solare, più vicino di qualsiasi altro oggetto costruito dall’uomo. Questo sorvolo potrebbe aiutare gli scienziati a studiare direttamente le origini del meteo spaziale, poiché la sonda si avvicinerà abbastanza per attraversare pennacchi di plasma e eruzioni solari collegate alla nostra stella.
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