Potenti bagliori, viste mozzafiato sui poli solari e un curioso "riccio" solare, sono tra gli elementi del bottino di immagini, filmati e dati spettacolari registrati dalla sonda Solar Orbiter (ESA e NASA) nel suo recente avvicinamento al Sole. Sebbene l'analisi dei dati sia appena iniziata, è già chiaro che la missione stia ottenendo informazioni ancora più straordinarie di quel che ci si aspettava, soprattutto sul comportamento magnetico del Sole e sul modo con cui questo modella il "tempo spaziale". Il passaggio orbitale più vicino al Sole (perielio) è avvenuto lo scorso 26 marzo: la sonda si trovava all'interno dell'orbita di Mercurio, a circa un terzo della distanza tra il Sole e la Terra (che è di 150 milioni di chilometri), e il suo scudo termico ha raggiunto temperature dell'ordine di circa 500 °C - ma ha dissipato quel calore con una tecnologia innovativa messa a punto per mantenere il veicolo sicuro e funzionante.
Capire il Sole. Solar Orbiter trasporta dieci strumenti scientifici - nove controllati dagli Stati membri dell'ESA e uno dalla NASA - che lavorano in stretta collaborazione per fornire una visione senza precedenti su come "funziona" la nostra stella. Alcuni sono strumenti di telerilevamento, altri monitorano le condizioni intorno al veicolo spaziale, consentendo agli scienziati di "unire i punti" tra ciò che vedono accadere sul Sole e ciò che "sente Solar Orbiter" nella sua posizione all'interno del vento solare a milioni di chilometri di distanza.
Recentemente la sonda è stata esposta alle emissioni di vari brillamenti solari di grandi dimensioni e ciò è risultato di grande importanza per migliorare le previsioni meteorologiche spaziali in tempo reale, un lavoro che sta diventando sempre più importante per via della minaccia delle eruzioni solari per la nostra tecnologia.
David Berghmans, dell'Osservatorio reale del Belgio e responsabile dell'Extreme Ultraviolet Imager (EUI) del Solar Orbiter, che acquisisce immagini in alta risoluzione degli strati dell'atmosfera del Sole e della corona solare, riconosce che «le informazioni e le immagini finora ottenute sono ancora più importanti di quanto ci si aspettava». Il lavoro dei ricercatori non è semplice: la sonda offre loro immagini molto particolari e nel momento in cui individuano una caratteristica o un evento che non possono riconoscere immediatamente, scavano negli archivi delle osservazioni solari passate per vedere se qualcosa di simile è mai stato visto prima e poter fare dei confronti. «Anche se Solar Obiter smettesse di acquisire dati domani, saremmo comunque impegnati per anni nel cercare di capire e confrontare tutto ciò che abbiamo visto finora», afferma Berghmans.
Il riccio. Una caratteristica particolarmente accattivante è stata osservata durante l'ultimo perielio: un fenomeno soprannominato "il riccio". Attualmente si estende per 25.000 chilometri attraverso il Sole, con una moltitudine di picchi di gas caldo e meno caldo estesi in tutte le direzioni. Si ritiene che questa struttura aiuterà a ottenere più informazioni sulla connessione tra il Sole e l'eliosfera, la gigantesca bolla definita dalla sfera di influenza del Sole (è l'intera regione di Spazio del Sistema Solare, fin dove sono prevalenti il campo magnetico solare e il vento solare).
L'eliosfera è piena di particelle caricate elettricamente, la maggior parte delle quali sono state espulse dal Sole a formare il vento solare: è il movimento di queste particelle e dei campi magnetici solari associati che creano il "tempo meteorologico spaziale". Per studiare l'eliosfera i dati registrati dagli strumenti devono essere ricondotti a eventi sulla superficie visibile del Sole o in prossimità di essa. Ciò è oltremodo difficile in quanto l'ambiente magnetico attorno al Sole è molto complesso, ma più il veicolo spaziale si avvicina alla stella, meno complicato è tracciare i movimenti delle particelle che dal Sole giungono alla sonda lungo le "autostrade" delle linee del campo magnetico.
Il primo perielio è stato un test chiave per questo tipo di ricerca e i risultati finora sembrano molto promettenti. Il 21 marzo, pochi giorni prima del perielio, rilevato dagli strumenti una nuvola di particelle energetiche ha attraversato la Solar Orbiter. Il materiale più energetico è arrivato per primo, seguito da quelli con energie inferiori. «Ciò suggerisce che mentre le particelle attraversano lo spazio, quelle più veloci hanno preceduto quelle più lente, come i corridori in uno sprint», affermano i ricercatori: alcuni degli strumenti hanno "visto" eventi sul Sole che potrebbero essere stati responsabili del rilascio del flusso di particelle. Ora si tratta di trovare una relazione tra quanto registrato dagli strumenti della sonda e le possibili cause.
Una prova importante. In prossimità del perielio la Solar Orbiter ha anche avuto la possibilità di sperimentare come potrebbe funzionare un sistema di previsione meteorologica spaziale. La sonda stava monitorando le condizioni del vento solare che avrebbe colpito la Terra diverse ore dopo. Poiché la navicella era in contatto diretto con i centri di controllo, con i suoi segnali che viaggiavano alla velocità della luce, i dati arrivavano agli strumenti in pochi minuti, pronti per l'analisi.
Ad un certo punto vi sono state diverse espulsioni di massa coronale, alcune delle quali in direzione della Terra, e il 10 marzo uno di questi eventi ha travolto la sonda.
Utilizzando i dati degli strumenti, i ricercatori sono stati in grado di prevedere quando avrebbe colpito la Terra: l'annuncio della notizia sui social media ha consentito agli osservatori del cielo di essere pronti circa 18 ore dopo, all'ora prevista. Questa esperienza ha permesso di avere un assaggio su come fare le previsioni meteorologiche spaziali sulla Terra in tempo reale.
Un tale impegno sta diventando sempre più importante a causa della minaccia che eventi del genere possono avere sulla tecnologia e sugli astronauti nello spazio. L'ESA sta attualmente pianificando la missione ESA Vigil per una missione di sorveglianza permanente: il suo compito sarà quello di rilevare le tempeste solari che potranno dirigersi verso il nostro pianeta.
