DOVE NASCE IL VENTO SOLARE

Il vento
solare è stato osservato per la prima volta nel luogo sfuggente della
sua formazione. Il flusso di particelle cariche provenienti dal Sole ha
un comportamento estremamente turbolento, mentre vicino alla superficie
della nostra stella è ordinato in raggi distinti, più o meno come
vengono raffigurati nei disegni dei bambini. I processi che portano la
struttura definita della corona a trasformarsi in vento solare erano
fino a oggi un grande mistero.

Grazie al Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO),
una missione spaziale della NASA composta da due satelliti impegnati
nell’osservazione del Sole e lanciata nel 2006, un team di scienziati è
riuscito a riprendere e descrivere proprio questa transizione. Definire i
dettagli di questa regione di passaggio ci aiuta a conoscere meglio il
nostro sistema solare. I risultati dello studio sono pubblicati
sull’ultimo numero della rivista The Astrophysical Journal.

«Ora abbiamo una visione globale dell’evoluzione del vento solare», dice Nicholeen Viall,
scienziata presso il Goddard Space Flight Center della NASA e
co-autrice dello studio. «Questa ricerca ci aiuterà a migliorare la
nostra comprensione di come si sviluppa ed evolve l’ambiente spaziale
che ci circonda».

Sia
che ci troviamo vicino alla Terra od oltre l’orbita di Plutone, lo
spazio è dominato dall’attività solare. Il Sole e la sua atmosfera sono
composti da plasma, una miscela di particelle cariche a temperature
molto alte, che viaggiano nello spazio legate alle linee di campo
magnetico. Il materiale proveniente dalla corona solare si muove dunque
all’interno del Sistema solare sotto forma di vento solare. Ma gli
scienziati hanno scoperto che, quando il plasma si sposta a grandi
distanze dal Sole, le cose cambiano: la nostra stella perde il
“controllo magnetico” della situazione e comincia a prendere forma il
confine che definisce la corona esterna.

«Più
ci si allontana dal Sole, più l’intensità del campo magnetico scende
rapidamente, e lo fa in modo molto più marcato rispetto alla pressione
del materiale», spiega Craig DeForest,
fisico solare presso il Southwest Research Institute e primo autore
dello studio. «A un certo punto il materiale agisce più come un gas che
come un plasma magneticamente strutturato».

Questa
frammentazione dei raggi è simile al modo in cui il flusso d’acqua si
separa in gocce sempre più piccole dopo essere stata sparata da una
pistola ad acqua. Le immagini prodotte da questo studio hanno catturato
il plasma in una fase analoga.

Immagini
in sequenza del vento solare immortalato dalle sonde della missione
STEREO della NASA (a sinistra) e dopo l’elaborazione al computer (a
destra). Gli scienziati hanno utilizzato un algoritmo in grado di
oscurare le stelle più luminose e il contributo dovuto alla polvere
presente nel sistema solare, permettendogli di vedere il passaggio dalla
corona al vento solare. Questo rappresenta anche il primo video
realizzato del vento solare in una regione precedentemente non mappata.
Crediti: Craig DeForest, SwRI

Prima
di questo studio, gli scienziati avevano ipotizzato che le forze
magnetiche giocassero un ruolo fondamentale nel definire la forma del
bordo della corona. Tuttavia l’effetto non è mai stato osservato
direttamente, perché le immagini sono molto difficili da elaborare. A
una distanza di circa trenta milioni di chilometri dalla superficie del
Sole, il plasma che compone il vento solare è tenue e contiene elettroni
liberi che interagiscono con la luce della nostra stella. Questo
significa che possono essere osservati, ma sono molto deboli e
richiedono un’elaborazione attenta e dettagliata.

Per
poter identificare la zona di transizione, gli scienziati hanno dovuto
separare i contributi provenienti dal vento solare da quelli dovuti al
rumore di fondo e alle sorgenti luminose (stelle, il Sole stesso e la
polvere presente nel Sistema solare), spesso fino a cento volte più
luminose rispetto al segnale cercato. Le immagini ottenute, che mostrano
la corona che si dissolve in vento solare,
offrono informazioni fondamentali per comprendere il Sole, dal nucleo
fino al bordo dell’eliosfera, la regione di spazio caratterizzata
dall’influenza della nostra stella.

Le
osservazioni effettuate dalla missione STEREO permetteranno agli
scienziati di migliorare la prossima generazione di missioni dedicate
allo studio del Sole e del vento di particelle cariche da esso prodotte.