Astronomia

Il SOLE e i suoi cambiamenti stagionali. NUOVA RICERCA

Secondo uno studio guidato da Scott McIntosh, direttore dell'High Altitude Observatory del National Center for Atmospheric Research negli Stati Uniti, il Sole subisce una sorta di "variazione stagionale".

Tale variazione si manifesta quasi ogni due anni, e va ad interagire con quello undecennale. Le variazioni stagionali sembrano essere indotte da cambiamenti nelle bande in cui si dispongono gli intensi campi magnetici in ciascun emisfero solare. Queste bande determinano anche l'andamento del ciclo solare a 11 anni, che a sua volta è parte di un andamento periodico più lungo, di durata doppia. "Quello su cui ci siamo concentrati è su cosa sia il principale responsabile delle tempeste solari" dice McIntosh. "Capire meglio come si formano queste bande nel Sole e come producano instabilità stagionali ci dà la possibilità di migliorare notevolmente le previsioni di eventi legati alla meteorologia spaziale". 

Le bande sovrapposte sono alimentate dalla rotazione interna profonda del Sole, secondo le osservazioni da parte del team di ricerca. Poiché le bande si muovono all'interno degli emisferi nord e sud del Sole, l'attività sale a un picco nel corso di un periodo di circa 11 mesi, e poi comincia a svanire.

"Le variazioni quasi-annuali possono essere paragonate alle regioni della Terra che hanno due stagioni, come una stagione delle piogge e una stagione secca", ha spiegato McIntosh. Lo studio, pubblicato questa settimana in Nature Communications, può contribuire a migliorare le previsioni delle enormi tempeste geomagnetiche nell'atmosfera esterna della Terra che a volte interrompono le operazioni satellitari, comunicazioni, reti elettriche e altre tecnologie.

La ricerca è stata finanziata dalla NASA e la National Science Foundation, che è sponsor dell'NCAR. Il nuovo studio fa parte di una serie di articoli da parte del gruppo di ricerca che esamina l'influenza delle bande magnetiche su più cicli interconnessi del magnetismo solare. Lo studio era già iniziato lo scorso anno con un altro articolo, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, dove si ipotizzava che il ciclo undecennale del Sole fosse guidato dai comportamenti di due bande parallele di polarità magnetica opposta che migrano lentamente, nel corso di quasi 22 anni, dalle alte latitudini verso l'equatore, dove si incontrano e quindi si annullano a vicenda. McIntosh e i suoi co-autori hanno rilevato le bande, a forma di anello intrecciato, disegnandole su una serie di satelliti della NASA e osservatori terrestri che raccolgono informazioni sulla struttura del Sole e la natura dei brillamenti solari e le espulsioni di massa coronale (CME).

Queste osservazioni hanno rivelato che le bande sul Sole generano onde che si propagano molto lentamente, ma che possono espandersi e deformarsi. A volte, questo produce un mescolamento di parte dei campi magnetici tra due bande contigue. In altri casi, l'effetto di trascinamento fa emergere campi magnetici attraverso una regione di transizione, nota come Tachocline, fino alla superficie. Queste risalite di plasma altamente magnetizzato destabilizzano pesantemente la corona, e innescano le tempeste solari più violente.

Nel nuovo documento, gli autori concludono che le bande migratorie producono variazioni stagionali dell'attività solare che si svolgono separatamente in entrambi gli emisferi nord e sud. "Proprio come le correnti a getto che si propagano nell'atmosfera della Terra e influenzano i comportamenti meteorologici su scale regionali negli ultimi due anni, anche le bande sul Sole generano onde che si propagano molto lentamente, ma che possono espandersi e deformarsi", ha detto il co-autore Robert Leamon, uno scienziato presso il Montana State University. I picchi di plasma dall'interno del Sole destabilizzano la corona, l'atmosfera più esterna del Sole. Essi sono la forza trainante dietro le tempeste solari più distruttive. "Questi picchi, o 'whomps' come li abbiamo soprannominati, sono responsabili di oltre il 95% dei brillamenti e delle eiezioni di massa coronale più intensi."

Questa variabilità stagionale può anche aiutare a spiegare perché le potenti eruzioni solari si concentrano in un anno o più dopo il massimo, calcolato tramite il numero delle macchie, fenomeno che prende il nome di Gnevyshev Gap, dal nome dello scienziato sovietico che per primo, negli anni '40 del secolo scorso, mise in evidenza questo comportamento. A produrlo sarebbero sempre le variazioni stagionali dell'attività solare che possono causare una ripresa nei disturbi solari molto tempo dopo il picco del ciclo solare. I ricercatori possono svolgere simulazioni informatiche avanzate e osservazioni più dettagliate per conoscere meglio la profonda influenza delle bande sull'attività solare. McIntosh ha spiegato che queste simulazioni potrebbero essere combinate ad un progetto di rete satellitare per osservare il Sole, così come le reti globali dei satelliti attorno alla Terra hanno contribuito a far avanzare i modelli meteorologici terrestri dal 1960. "Se si capisce che cosa i modelli di attività solare ci dicono, sapremo se siamo nella fase di tempesta o la fase di quiete in ogni emisfero", conclude McIntosh.

Ali Dorate

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