I misteri del Sole

La sonda Parker Solar Probe ha raccolto una grande quantità di dati che permettono di conoscere qualcosa in più della nostra stella e del vento solare.

Illustrazione: il Sole, 4 miliardi di anni fa.
Illustrazione: il Sole, 4 miliardi di anni fa. | NASA/GSFC/CIL

Il 12 agosto del 2018, con un ritardo di quasi 10 anni sul programma, veniva lanciata la sonda Parker Solar Probe (NASA) con il compito di studiare il Sole dalla minima distanza consentita dalle nostre tecnologie (più o meno 25 milioni di chilometri). A oggi la sonda ha compiuto ben tre "passaggi ravvicinati" dei 22 previsti, e alcuni dei ricercatori impegnati nell'elaborazione e nello studio dei dati della sonda hanno rilasciato le prime informazioni, dalle quali si scopre che le dinamiche della nostra stella sono ancora più "strane" di quanto immaginato.

 

Ben quattro studi, presentati da un articolo su Nature, descrivono ciò che la sonda osservò durante i primi due sorvoli. «Le informazioni su come funziona la nostra stella ci aiuteranno a capire la variabilità dell'azione del Sole nel Sistema Solare», commenta Nicola Fox, direttore della divisione eliofisica della NASA, «e al di là delle scoperte scientifiche, i nuovi dati aiuteranno gli scienziati a sviluppare metodi di previsione delle tempeste solari, per cercare di ridurre danni alle tecnologie e rischi per la salute degli astronauti in orbita, nel caso di eventi molto energetici.»

 

Vibrazioni solari. Il Sole è essenzialmente una grande palla di idrogeno ed elio della quale sappiamo ancora poco. Una questione non secondaria, che ha dato materia di discussione agli scienziati per decenni, riguarda il motivo per cui l'atmosfera solare è così straordinariamente calda. La superficie, ossia quello che vediamo come un disco giallo nel cielo, ha una temperatura di circa 5.500 °C... sono tanti, ma nulla che la nostra tecnologia non possa eguagliare e, soprattutto, un vero nulla rispetto a ciò che si misura al di sopra di essa, nell'atmosfera più esterna, la corona solare.

Nella corona le temperature sono nell'ordine dei milioni di gradi; la corona accelera anche il vento solare, il flusso di particelle emesso dal Sole a centinaia di chilometri al secondo fino ai confini del Sistema Solare stesso. Justin Kasper, professore di scienze spaziali e ingegneria presso l'Università del Michigan e responsabile scientifico di uno dei quattro strumenti della Parker, spiega che già prima della partenza della sonda si ipotizzava che i campi magnetici indotti dal vento solare potessero vibrare così violentemente da essere la causa del riscaldamento della corona: dalla sonda ci si aspettava invece di conoscere quali caratteristiche potessero avere tali vibrazioni il più vicino possibile alla stella.

 

Tornanti sul Sole. I dati della Parker hanno confermato che man mano che ci si avvicina al Sole le vibrazioni diventano più forti, ma la sonda ha anche rivelato onde potentissime la cui esistenza non era prevista. Quando la Parker si è trovata investita da una di queste onde, gli strumenti registrarono un aumento della velocità del vento solare di 480.000 chilometri l'ora. Onde di questo genere durano da pochi secondi a qualche minuto, «e in pochi secondi, in quell'occasione, la velocità del vento solare tornò ad abbassarsi», afferma Kasper. Le onde sono così potenti che possono contorcere il campo magnetico del Sole fino a "piegarlo" anche di 180°, facendogli assumere una forma a S che gli scienziati chiamano tornanti, come le strade di una ripida montagna: «sono eventi molto violenti ed estremamente carichi di energia - siamo entusiasti di quello che stiamo scoprendo, perché pensiamo di essere sulla strada giusta per capire come l'energia si trasferisce dal Sole all'atmosfera più esterna, riscaldandola di milioni di gradi».

 

All'origine della cascata. Con una visione più ravvicinata del Sole, gli astronomi si sono fatti anche un'idea migliore sull'origine del vento solare - finora studiato dalla Terra, ossia da 150 milioni di km dalla fonte. Stuart Bale, fisico dell'Università della California (Berkeley), responsabile di uno strumento che misura i campi elettrici e magnetici nel vento solare, non nasconde che voler studiare il vento solare dalla Terra è come osservare una cascata da metà caduta, dove il flusso è «turbolento, caotico, non strutturato... Noi vogliamo invece sapere qual è la fonte della cascata, cosa c'è in cima... C'è un iceberg che si scioglie? Un sistema di irrigazione? Un lago?» Insomma, quando il vento solare raggiunge la Terra, gli indizi sulla sua origine sono confusi.

 

La sonda Parker ha invece mostrato che c'è un "vento solare lento", ossia un flusso di particelle a velocità relativamente basse, meno di 1,5 milioni di chilometri l'ora, che emerge dai buchi coronali - aree del Sole dove l'idrogeno e l'elio sono più freddi e meno densi - vicino all'equatore. Qui sotto, la NASA fa il punto sul lavoro della Parker con un breve video.

 


Aspettando la Solar Orbiter. La Parker ha rivelato anche l'esistenza di una nuvola di polvere che circonda il Sole, probabilmente prodotta da comete e asteroidi che gli passano vicino o che vengono risucchiati dalla sua gravità. È presto per dire se e quanto le scoperte della Parker rivoluzioneranno ciò che sappiamo oggi della nostra stella, ma è certo che la quantità di informazioni ottenute anche solo fin qui daranno molto lavoro agli scienziati, in attesa della prossima, importante missione: la Solar Orbiter, dell'Agenzia Spaziale Europea, il cui lancio è previsto per febbraio del 2020. Non si avvicinerà al Sole quanto la Parker, ma trasporterà strumenti che forniranno nuovi dati e informazioni sul vento solare.

 

15 dicembre 2019 | Luigi Bignami