Come si studiano i brillamenti che avvengono dall'altra parte del Sole

Possiamo sapere se avviene un brillamento sul lato del Sole che adesso non vediamo? Sì, con strumenti come il Fermi Gamma-ray Space Telescope della Nasa, che riceve e interpreta segnali indiretti prodotti da particelle che viaggiano 500.000 km nello Spazio.

Che cosa sta succedendo in questo momento dall'altra parte del Sole? È una domanda che non ha risposta: non abbiamo nessuno strumento, nessun osservatorio dall'altra parte della nostra stella a inviarci immagini e informazioni. Tra l'altro, essendo fatto di plasma, il Sole non ha una velocità "fissa", valida per ogni suo punto, come l'hanno invece corpi rocciosi come la Terra: la sua velocità di rotazione è invece massima all'equatore (poco più di 25 giorni terrestri) e diminuisce verso i poli. Dunque, è possibile sapere se e quando succede qualcosa dall'altra parte del Sole?

 

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Animazione (cliccate sull'immagine per ingrandirla e avviare l'animazione): con il centro dell'immagine oscurato, per tagliare la luminosità del Sole, si vedono bene le impressionanti emissioni di energia prodotte dai brillamenti solari. | Nasa

Negli ultimi anni a riuscirci è stato uno strumento della Nasa, il Fermi Gamma-ray Space Telescope, dedicato allo studio delle altissime energie, in particolare i raggi gamma (è sua la scoperta dei blazer vicini all'inizio dell'Universo). Sul Sole, le emissioni di raggi gamma si verificano in concomitanza di violente esplosioni (i brillamenti o flare solari): in teoria, le emissioni prodotte sulla faccia opposta a quella che vediamo non si dovrebbero poter rilevare, perché bloccate dalla massa della stella stessa. Ci si è invece riusciti sfruttando il fenomeno per cui gli ioni - che possiedono una carica elettrica - prodotti e accelerati dai brillamenti, si muovono lungo le linee del campo magnetico solare che uniscono luoghi distanti della stella.

 

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Animazione (cliccate sull'immagine per ingrandirla e avviare l'animazione): alcuni brillamenti sulla superficie del Sole. | Nasa

Giganteschi archi magnetici. Le linee del campo magnetico solare disegnano archi immensi sopra alla stella, dal lato visibile a quello opposto, e fanno da ponte - o da autostrada superveloce - agli ioni che partono da dietro la stella. Quando gli ioni colpiscono la superficie del Sole particelle chiamate pioni, estremamente instabili, si trasformano in raggi gamma.

 

Sono questi i raggi gamma rilevati da Fermi grazie allo strumento LAT, il Large Area Telescope.

 

Questo metodo di osservazione permette di studiare come vengono accelerati gli ioni che si producono durante le esplosioni solari sul lato del Sole non visibile da Terra. Spiega Melissa Pesce-Rollins, ricercatrice della sezione Infn (Istituto Nazionale di Astrofisica) di Pisa e membro della collaborazione Fermi-LAT: «Il fatto affascinante di questa ricerca sta nello studio degli ioni che hanno prodotto i raggi gamma, ma che prima di interagire con la superficie del Sole hanno viaggiato per più di 500.000 chilometri» nello spazio, lungo le linee del campo magnetico. E per percorrere questa distanza hanno impiegato circa 5 minuti.

 

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Le esplosioni solari emettono tonnellate di plasma (gas ad altissima temperatura) nello spazio. | Nasa

Tre episodi in due anni. Grazie a Fermi questo tipo di ricerca ha avuto uno sviluppo senza precedenti. Prima del 2008 erano stati rilevati solo 3 brillamenti al di là del Sole, tutti con energie relativamente basse, mentre grazie a Fermi ne sono stati rilevati altri 3 con energie molto più elevate.

 

I fenomeni sono stati rilevati l’11 ottobre del 2013, il 6 gennaio e il 1° settembre 2014, durante eventi associati a esplosioni coronali, dove miliardi di tonnellate di plasma solare sono state lanciate nello spazio.

 

I risultati dello studio sono stati pubblicati solo ora su The Astrophysical Journal: il ritardo è semplicemente dovuto al fatto che, come prassi per tutte le riviste scientifiche, prima che uno studio venga pubblicato, viene sottoposta a controlli da parte di ricercatori che verificano dati e procedure della ricerca, ed è un lavoro che richiede tempo.

 

2 febbraio 2017 | Luigi Bignami