Un mistero scientifico che ha sfidato gli astronomi per decenni potrebbe finalmente avere una risposta grazie ai dati raccolti dalla sonda Solar Orbiter dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dalla Parker Solar Probe della NASA. Queste due missioni spaziali hanno rivelato l’origine dell’energia necessaria per riscaldare e accelerare il vento solare, una corrente costante di particelle cariche che fuoriesce dall’atmosfera del Sole, nota come corona, e si diffonde nello Spazio fino a raggiungere la Terra.
Il vento solare è responsabile di fenomeni spettacolari come le aurore polari, visibili nelle regioni vicine ai poli terrestri. Tuttavia, nonostante la sua importanza, il meccanismo che accelera e riscalda il vento solare è rimasto a lungo un enigma. Il vento solare veloce, che viaggia a velocità superiori a 500 km/s (equivalente a circa 1,8 milioni di km/h), lascia il Sole con una velocità inferiore rispetto a quella con cui lo si osserva quando è più distante. Questo implica che, nel suo tragitto, riceve un’ulteriore spinta energetica.
La scoperta di Solar Orbiter e Parker Solar Probe
Grazie alle osservazioni coordinate di Solar Orbiter e Parker Solar Probe, i ricercatori hanno ora individuato la fonte di questa energia: le grandi oscillazioni nel campo magnetico del Sole, conosciute come onde di Alfvén. Queste onde, che si formano nel plasma della corona solare, sono capaci di immagazzinare energia e di trasportarla in modo efficiente.
Yeimy Rivera, del Center for Astrophysics di Harvard & Smithsonian, spiega: “Prima di questo lavoro, le onde di Alfvén erano state suggerite come possibile fonte di energia, ma non avevamo prove definitive“. Ora, grazie alle misurazioni dettagliate del plasma effettuate dalle due sonde, è stato possibile confermare questa ipotesi.
Nel febbraio 2022, Solar Orbiter e Parker Solar Probe si sono trovate in un raro allineamento che ha permesso loro di analizzare lo stesso flusso di vento solare in due punti differenti: Parker a circa 9 milioni di km dal Sole e Solar Orbiter a circa 89 milioni di km . Confrontando i dati raccolti dalle due sonde, i ricercatori hanno scoperto che l’energia magnetica trasportata dalle onde di Alfvén diminuisce man mano che il vento solare si allontana dal Sole, ma che questa energia persa viene convertita in un’accelerazione e in un riscaldamento del plasma.
Un ruolo fondamentale è svolto dalle configurazioni magnetiche note come “switchbacks“, che sono deviazioni improvvise nelle linee del campo magnetico del Sole e che sono state osservate più frequentemente da quando la Parker Solar Probe ha iniziato a esplorare la corona solare. Queste configurazioni contengono abbastanza energia da spiegare l’accelerazione mancante e il riscaldamento del vento solare veloce.
Daniel Müller, project scientist di Solar Orbiter per l’ESA, sottolinea: “Questo nuovo lavoro combina in modo magistrale alcuni grandi pezzi del puzzle solare. Sempre più spesso, la combinazione dei dati raccolti da Solar Orbiter, Parker Solar Probe e altre missioni ci mostra come diversi fenomeni solari lavorino insieme per costruire questo straordinario ambiente magnetico“.
Le implicazioni di queste scoperte non si limitano al nostro Sistema Solare. “Il nostro Sole è l’unica stella nell’Universo di cui possiamo misurare direttamente il vento. Quindi, ciò che abbiamo imparato sul nostro Sole potrebbe applicarsi almeno ad altre stelle simili al Sole, e forse anche ad altri tipi di stelle che hanno venti stellari,” conclude Samuel Badman, co-autore dello studio.
I ricercatori stanno ora estendendo le loro analisi per comprendere se l’energia magnetica del Sole gioca un ruolo anche nell’accelerazione e nel riscaldamento delle forme più lente di vento solare. Questi studi potrebbero aprire nuove frontiere nella nostra comprensione della fisica solare e delle dinamiche stellari.
