La sonda Solar Orbiter ESA-NASA ha scoperto una moltitudine di minuscoli getti di materiale che fuoriescono dall’atmosfera esterna del Sole. Ogni getto dura dai 20 ai 100 secondi ed espelle il plasma a circa 100 km/s. Questi getti potrebbero essere la fonte, a lungo ricercata, del vento solare.
Il vento solare è costituito da particelle cariche, note come plasma, che fuoriescono continuamente dal Sole. Si propaga verso l’esterno attraverso lo Spazio interplanetario, scontrandosi con qualsiasi cosa incontri sul suo cammino. Quando il vento solare impatta con il campo magnetico terrestre, produce le aurore. Sebbene il vento solare sia una caratteristica fondamentale del Sole, capire come e dove si genera è stato oggetto di studi per decenni. Ora, grazie alla sua strumentazione, Solar Orbiter ci ha fatto fare un importante passo avanti.
Solar Orbiter e la scoperta dei getti di materiale
I dati provengono dallo strumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) di Solar Orbiter. Le immagini del Polo Sud del Sole scattate dall’EUI il 30 marzo 2022 rivelano un gruppo di caratteristiche deboli e di breve durata associate a piccoli getti di plasma espulsi dall’atmosfera del Sole.
“Siamo riusciti a rilevare questi minuscoli getti solo grazie alle immagini ad alta risoluzione e a cadenza elevata senza precedenti prodotte da EUI,” ha spiegato Lakshmi Pradeep Chitta, del Max Planck Institute for Solar System Research, e autore principale dello studio. In particolare, le immagini sono state scattate nel canale dell’ultravioletto estremo dell’imager ad alta risoluzione dell’EUI, che osserva il plasma solare a milioni di gradi a una lunghezza d’onda di 17,4 nanometri.
Di particolare importanza è il fatto che l’analisi mostra che queste caratteristiche sono causate dall’espulsione del plasma dall’atmosfera solare. I ricercatori sanno da decenni che una frazione significativa del vento solare è associata a strutture magnetiche chiamate buchi coronali, regioni in cui il campo magnetico del Sole non ritorna verso la stella. Il campo magnetico si estende in profondità nel Sistema Solare. Il plasma può fluire lungo queste linee di campo magnetico “aperte“, dirigendosi verso il Sistema Solare, creando il vento solare.
La domanda a questo punto era: com’è stato lanciato il plasma? Secondo l’assunto precedente, poiché la corona è calda, si espande naturalmente e una parte di essa fuoriesce lungo le linee del campo. I nuovi risultati, invece, hanno esaminato il buco coronale che era situato al Polo Sud del Sole, e i singoli getti che sono stati rivelati sfidano l’ipotesi che il vento solare sia prodotto solo in un flusso continuo e costante.
“Uno dei risultati qui è che in larga misura questo flusso non è effettivamente uniforme, l’ubiquità dei getti suggerisce che il vento solare dai fori coronali potrebbe originarsi come un deflusso altamente intermittente,” ha sottolineato Andrei Zhukov, dell’Osservatorio reale del Belgio, un collaboratore del team che ha guidato la campagna osservativa di Solar Orbiter.
L’energia associata a ogni singolo getto è contenuta. All’estremità superiore dei fenomeni coronali ci sono i brillamenti solari di classe X, e all’estremità inferiore ci sono i cosiddetti nanoflare. C’è un miliardo di volte più energia in un flare classe X che in un nanoflare. I minuscoli getti scoperti da Solar Orbiter sono ancora meno energetici, manifestando circa mille volte meno energia di un nanoflare e incanalando la maggior parte di quell’energia nell’espulsione del plasma.
L’ubiquità suggerita dalle nuove osservazioni implica che stiano espellendo una frazione sostanziale del materiale che osserviamo nel vento solare. Inoltre, potrebbero esserci eventi ancora più ridotti e più frequenti che ne forniscono ancora di più.
“Penso che sia un passo significativo per trovare qualcosa sul disco che certamente contribuisce al vento solare,” ha affermato David Berghmans, Osservatorio reale del Belgio e principal investigator dello strumento EUI.
Al momento Solar Orbiter sta ancora orbitando intorno al Sole vicino al suo equatore. Quindi in queste osservazioni, EUI sta guardando attraverso il Polo Sud con un angolo radente. “È più difficile misurare alcune delle proprietà di questi minuscoli getti quando li si osserva di taglio, ma tra qualche anno li vedremo da una prospettiva diversa rispetto a qualsiasi altro telescopio o osservatorio, quindi nel complesso dovrebbero essere di grande aiuto,” ha dichiarato Daniel Müller, project scientist ESA per Solar Orbiter.
Mentre la missione continua, il veicolo spaziale inclinerà gradualmente la sua orbita verso le regioni polari. Allo stesso tempo, l’attività sul Sole aumenterà mentre si avvicina al massimo del ciclo solare e i buchi coronali inizieranno a spuntare a molte latitudini diverse, fornendo una nuova prospettiva unica.
Tutti i soggetti coinvolti sono ansiosi di vedere quali nuove intuizioni possono arrivare, perché questo studio si estende oltre il nostro Sistema Solare. Il Sole è l’unica stella di cui possiamo osservare l’atmosfera in modo così dettagliato, ma è probabile che lo stesso processo avvenga anche su altre stelle. Ciò trasforma queste osservazioni nella scoperta di un processo astrofisico fondamentale.
