Spazio

Creata una "risonanza magnetica" dei movimenti interni del Sole

I movimenti del plasma nei moti convettivi interni alla nostra stella sono 100 volte più lenti di quanto creduto finora. Una scoperta che porta a ripensare le precedenti teorie su macchie e campo magnetico solari.

Un esame diagnostico per capire che cosa si nasconde sotto la superficie visibile. Questa volta è toccato al Sole, sempre visibile eppure in gran parte sconosciuto, a causa dell'impossibilità di osservare direttamente i fenomeni che accadono al suo interno. Un gruppo di scienziati ha creato una "risonanza magnetica" dei movimenti del plasma solare, fornendo nuovi dettagli su come il calore venga trasferito dal nucleo alla superficie. I risultati, che appaiono su Proceedings of the National Academy of Sciences, rovesciano le precedenti nozioni su come il calore si sposti all'interno della nostra stella e aprono nuovi interrogativi su fenomeni correlati, come la formazione di macchie solari e del campo magnetico.
Lo studio è stato condotto da ricercatori del NYU's Courant Institute of Mathematical Sciences e del suo Dipartimento di Fisica, della Princeton University, del Max Planck Institute e della NASA.

Il calore solare, generato dalla fusione nucleare che avviene nel nucleo (dove la temperatura è di circa 15 milioni di gradi Kelvin) è trasportato in superficie grazie ai moti caratteristici del suo terzo strato esterno, la cosiddetta zona convettiva. Poiché questi movimenti non possono essere osservati direttamente, la nostra comprensione di questo fenomeno è in gran parte ipotetica e si basa su quello che sappiamo della fisica dei fluidi, applicabile al Sole che è in gran parte composto di idrogeno, elio e plasma. Eppure capire le dinamiche dei moti convettivi è di fondamentale importanza per lo studio delle macchie solari nella fotosfera, che hanno una temperatura inferiore rispetto al resto della superficie, e del campo magnetico solare, creato dai movimenti interni del plasma.

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I ricercatori hanno esaminato le immagini ad alta risoluzione del Sole catturate dall'Helioseismic and Magnetic Imager (HMI), uno strumento a bordo del Solar Dynamics Observatory della NASA. Utilizzando una telecamera da 16 milioni di pixel, l'HMI misura i movimenti della superficie solare causati dai moti convettivi interni. Una volta individuato il movimento preciso in superficie è stato possibile ricostruire quello interno non visto, in modo analogo a quanto avviene quando si studiano forza e direzioni delle correnti oceaniche. Se si osserva un nuotatore immerso nell'oceano, calcolando la sua velocità di spostamento, correnti favorevoli lo faranno muovere più velocemente, mentre le correnti avverse ne rallenteranno la nuotata.

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Questo tipo di analisi ha prodotto risultati inaspettati: i movimenti del plasma nei moti convettivi sono infatti 100 volte più lenti di quanto si credesse finora.

«Attualmente si pensa che questi moti convettivi sostengano circolazioni su larga scala nel terzo strato esterno del Sole a loro volta responsabili della generazione di campi magnetici» spiega Shravan Hanasoge, un ricercatore che ha preso parte allo studio. «Ma se questi movimenti nel Sole sono davvero così lenti, allora la teoria più largamente accettata sulla generazione del campo magnetico solare va in frantumi, e occorre ripensare le nostre basi teoretiche sulla fisica solare».

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18 luglio 2012 Elisabetta Intini
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