Gli astronomi sono riusciti a sfruttare le capacità di ALMA per ottenere un’immagine della luce di lunghezza d’onda millimetrica emessa dalla cromosfera del Sole – la regione che si trova appena sopra la fotosfera, cioè la superficie visibile del Sole. L’equipe che segue questa campagna di osservazioni del Sole, un gruppo internazionale di astronomi con membri provenienti dall’Europa, America del Nord e Asia Orientale [1], ha prodotto le immagini come dimostrazione della capacità di ALMA di studiare l’attività solare con luce di lunghezze d’onda più lunghe di quelle tipicamente disponibili agli osservatori solari sulla Terra.
Gli astronomi studiano da secoli il Sole e ne indagano in molti modi la superficie dinamica e l’atmosfera energetica. Ma, per ottenere una piena comprensione del fenomeno, devono anche studiarlo in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, tra cui la zona millimetrica e sub-millimetrica in cui opera ALMA.
Poichè il Sole è molti miliardi di volte più brillante degli oggetti debolissimi che ALMA osserva normalmente, le antenne di ALMA sono state progettate appositamente per consentire loro di produrre un’immagine del Sole con dettagli minuti usando una tecnica nota come interferometria radio – che permette di evitare i danni dovuti all’intenso calore della luce solare focalizzata [2]. Il risultato di questo lavoro è una serie di immagini che dimostrano la capacità visuale unica di ALMA e la sua abilità nello studio del Sole. I dati della campagna solare osservativa verranno diffusi questa settimana a tutta la comunità astronomica internazionale, in modo da consentire ulteriori studi e analisi.
L’equipe ha osservato un’enorme macchia solare a lunghezze d’onda di 1,25 e 3 millimetri usando due bande di ricevitori di ALMA. Le immagini rivelano differenze di temperatura tra la varie parti della cromosfera solare [3]. Capire la diffusione del calore e la dinamica della cromosfera è fondamentale per le ricerche che verranno svolte in futuro con ALMA.
Le macchie solari sono strutture transienti che si formano nelle regioni in cui il campo magnetico del Sole è molto forte e concentrato. Hanno una temperatura inferiore alle zone circostanti e questo è il motivo per cui appaiono relativamente scure.
Il diverso aspetto delle due immagini è dovuto alle diverse lunghezze d’onda della luce osservata. Le osservazioni a lunghezza d’onda minore raggiungono una profondità maggiore nel Sole: le immagini a 1,25 millimetri, cioè, mostrano uno strato della cromosfera più profondo, e perciò più vicino alla fotosfera, di quelle a 3 millimetri.
ALMA è il primo strumento di cui ESO è partner a poter osservare la stella più vicina a noi, il Sole. Tutti gli altri telescopi presenti e passati dell’ESO devono invece essere protetti dall’intensa radiazione solare per evitare di essere danneggiati. Le nuove funzionalità di ALMA espandono la comunità dell’ESO a includere anche gli astronomi solari.
Note
[1] L’equipe della Campagna Solare di ALMA comprende: Shin’ichiro Asayama, Centro di support ALMA dell’Asia Minore, Tokyo, Giappone; Miroslav Barta, Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Ondrejov, Repubblica Ceca; Tim Bastian, National Radio Astronomy Observatory, USA; Roman Brajsa, Hvar Observatory, Faculty of Geodesy, University of Zagreb, Croazia; Bin Chen, New Jersey Institute of Technology, USA; Bart De Pontieu, LMSAL, USA; Gregory Fleishman, New Jersey Institute of Technology, USA; Dale Gary, New Jersey Institute of Technology, USA; Antonio Hales, Joint ALMA Observatory, Cile; Akihiko Hirota, Joint ALMA Observatory, Cile; Hugh Hudson, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Regno Unito; Richard Hills, Cavendish Laboratory, Cambridge, Regno Unito; Kazumasa Iwai, National Institute of Information and Communications Technology, Giappone; Sujin Kim, Korea Astronomy and Space Science Institute, Daejeon, Corea del Sud; Neil Philips, Joint ALMA Observatory, Cile; Tsuyoshi Sawada, Joint ALMA Observatory, Cile; Masumi Shimojo (responsabile dell’interferometria), NAOJ, Tokyo, Giappone; Giorgio Siringo, Joint ALMA Observatory, Cile; Ivica Skokic, Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Ondrejov, Repubblica Ceca; Sven Wedemeyer, Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, Norvegia; Stephen White (responsabile dell’osservazione single dish), AFRL, USA; Pavel Yagoubov, ESO, Garching, Germania e Yihua Yan, NAO, Chinese Academy of Sciences, Beijing, Cina.
[2] Questa lezione è stata impartita in modo decisamente brusco: il telescopio SEST (Swedish–ESO Submillimetre Telescope) è stato funestato da un incendio causato all’apparecchiatura dello specchio secondario quando il telescopio è stato puntato accidentalmente verso il Sole.
[3] Una mappa dell’intero disco del Sole è stata realizzata da un’antenna singola di ALMA, usando una tecnica nota come ‘fast-scanning’, a una lunghezza d’onda di 1,25 millimetri. L’accuratezza e la velocità di osservazione con una singola antenna di ALMA rendono possibile produrre una mappa dell’intero disco solare in pochi minuti. Queste mappe mostrano la distribuzione della temperatura nella cromosfera su tutta la superficie a bassa risoluzione spaziale e perciò completano le immagini interferometriche molto dettagliate delle singole regioni di interesse.
