Misteriose onde di magnetismo potrebbero spiegare perché l'atmosfera del sole è più calda di quanto i fisici ritenessero possibile

Jun 16, 2023

La corona del sole è 200 volte più calda della sua superficie, sfidando i modelli dei corpi stellari. Ora, questo enigma vecchio di 80 anni potrebbe finalmente avere una soluzione.

Le onde magnetiche ad alta frequenza che attraversano il sole potrebbero spiegare perché la temperatura dell’atmosfera della nostra stella è 200 volte più calda della sua superficie.

La temperatura dell'atmosfera superiore del sole, chiamata corona, può salire fino a oltre 2 milioni di gradi Fahrenheit (1,1 milioni di gradi Celsius), mentre a 1.600 chilometri (1.600 miglia) più vicino al nucleo, la fotosfera - la superficie visibile del sole - ribolle. a una temperatura relativamente fredda di 10.000 F (5.500 C).

Questo problema di riscaldamento coronale deriva dalla principale fonte di calore del sole, ovvero la fusione nucleare che avviene al suo nucleo. I modelli stellari suggeriscono che le regioni più lontane dal nucleo dovrebbero vedere cali di temperatura – qualcosa che la corona sfida essendo più calda della fotosfera sottostante. È come allontanarsi da un fuoco solo per scoprire che l'aria diventa più calda.

Gli scienziati sospettavano da tempo che i fenomeni magnetici potessero svolgere un ruolo nell’aiutare la parte superiore dell’atmosfera del Sole a mantenere temperature elevate che sfidano la fisica. Ora, le osservazioni di piccole e rapide oscillazioni nelle strutture magnetiche della corona da parte della sonda spaziale Solar Orbiter dell’Agenzia spaziale europea (ESA) potrebbero finalmente individuare esattamente ciò che riscalda la corona.

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"Negli ultimi 80 anni, gli astrofisici hanno cercato di risolvere questo problema e ora stanno emergendo sempre più prove che la corona può essere riscaldata dalle onde magnetiche", ha detto in una conferenza Tom Van Doorsselaere, astrofisico del plasma dell'Università KU Leuven in Belgio. dichiarazione. Van Doorsselaere è coautore di un nuovo articolo che descrive in dettaglio la ricerca, pubblicato il 17 luglio su Astrophysical Journal Letters.

Nonostante sia molto più calda della fotosfera, la corona viene comunque spazzata via dalla luce proveniente dalla fotosfera sottostante. Ciò significa che per osservarlo dalla Terra è necessario attendere un’eclissi lunare, in cui il disco della luna blocca la fotosfera, o utilizzare attrezzature specializzate che replichino l’effetto.

Dalla sua posizione a circa 42 milioni di chilometri dal Sole, il Solar Orbiter non ha problemi di questo tipo. La navicella spaziale dell'ESA può utilizzare il suo telescopio Extreme Ultraviolet Imager (EUI) gestito dall'Osservatorio reale del Belgio (ROB) per creare immagini della corona solare con una risoluzione senza precedenti.

La navicella spaziale, che attualmente osserva il lato nascosto del sole dalla nostra prospettiva qui sulla Terra, e il Full Sun Imager dell'EUI e il suo imager ad alta risoluzione hanno individuato le piccole onde magnetiche che attraversano il plasma, un gas bollente di particelle cariche che comprende la nostra stella, il 12 ottobre 2022.

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Dopo che l’EUI ha rivelato queste nuove oscillazioni veloci e su piccola scala, il team ha voluto sapere se contribuissero con più energia al riscaldamento coronale rispetto alle oscillazioni più lente e a bassa frequenza precedentemente scoperte. Per indagare su questo, il team ha condotto una meta-analisi di diversi studi solari precedenti.

Da questa analisi, gli scienziati hanno concluso che le oscillazioni ad alta frequenza forniscono effettivamente molta più energia per il riscaldamento della corona rispetto alle loro controparti più lente.

Per confermare il legame tra il riscaldamento coronale e le onde magnetiche ad alta frequenza, gli scienziati continueranno a osservare l'atmosfera esterna del sole con il Solar Orbiter e i suoi strumenti.

"Poiché i suoi risultati hanno indicato un ruolo chiave per le oscillazioni veloci nel riscaldamento coronale, dedicheremo gran parte della nostra attenzione alla sfida di scoprire onde magnetiche a frequenza più elevata con l'EUI", ha affermato nella dichiarazione David Berghmans, ricercatore ROB e ricercatore principale dell'EUI.