Monitoraggio solare

Uno sguardo unico nell'atmosfera del Sole

Tre mesi dopo il volo del palloncino studio supportato dell'osservatorio solare Sunrise, gli scienziati del Max Planck per la ricerca sul sistema solare (MPS) in Germania, ora presentano intuizioni uniche dello strato centrale dell'atmosfera del Sole, la cromosfera. I dati Sunrise forniscono le prime immagini ad alta risoluzione di questa regione, situata tra la superficie visibile del Sole e la corona, alla luce ultravioletta.

Si vedono, in maniera più evidente rispetto a immagini precedenti, le strutture con una dimensione di poche centinaia di chilometri, come i punti luminosi o fibrille fortemente allungate che si verificano in prossimità di macchie solari. La cromosfera continua ancora ad essere un puzzle, per gli scienziati. Come è possibile che con l'aumentare della distanza dal nucleo caldo del Sole la temperatura in questo strato aumenta in media di 6000 Kelvin?

"A prima vista, questa distribuzione di temperatura contraddice i concetti fisici di base", dice Sami K. Solanki, a capo della missione Alba e consigliere all'MPS. La situazione può essere paragonata a una stanza riscaldata in cui diventa più caldo con l'aumentare della distanza dalla stufa. "A quanto pare, la cromosfera testimonia di enormi trasformazioni di energia", aggiunge. "I processi, non ancora ben compresi,  devono fornire abbastanza energia per riscaldare il plasma." I dati della prima missione di Alba, nel 2009, avevano rivelato le onde acustiche per la fornitura di una frazione considerevole di tale energia. Inoltre, la ricerca svolta negli ultimi anni ha caratterizzato la cromosfera come un luogo molto dinamico, in cui le regioni calde e più fredde possono trovarsi nelle immediate vicinanze, e sono costantemente in movimento.

"Al fine di risolvere questo enigma è necessario "aguzzare lo sguardo" il più possibile nella cromosfera, in tutte le lunghezze d'onda accessibili", spiega Solanki. Insieme ai colleghi del Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (Friburgo, Germania), l'High Altitude Observatory (Boulder, USA), e l'Instituto de Astrofisica de Andalucía (Granada, Spagna), i ricercatori MPS ora sono in grado di aggiungere un altro pezzo all'enigma: le prime osservazioni ad alta risoluzione della cromosfera in luce ultravioletta.

Le immagini sono state rese possibili grazie ad Alba, un osservatorio solare agganciato ad un palloncino. Una volta raggiunta un'altitudine di oltre 37 km, Alba ha superato la maggior parte dell'atmosfera terrestre. Questi strati assorbono i raggi ultravioletti del sole, rendendoli inaccessibili per le osservazioni solari a terra.

"Certo, le sonde spaziali passate hanno analizzato la luce ultravioletta del Sole dallo spazio", dice Solanki. Tuttavia, esse prevedono un risoluzione spaziale inferiore. E Alba offre un altro vantaggio decisivo: il filtro Alba Imager, uno degli strumenti scientifici di bordo, che è in grado di filtrare alcune parti ultraviolette fuori dello spettro solare, come per esempio la radiazione con una lunghezza d'onda di 279,6 nanometri. "Solo gli atomi di magnesio nella cromosfera emettono questa radiazione", dice Tino Riethmüller dalle MPS, autore principale del nuovo studio. "Anche se il magnesio costituisce solo lo 0,0024 per cento della massa del Sole, ci darebbe accesso diretto a questa regione", aggiunge.

I nuovi dati dipingono un quadro complesso della cromosfera: dove il Sole è tranquillo e non attivo, le regioni scure con un diametro di circa un migliaio di chilometri possono essere individuate come circondate da cerchi luminosi. Questo modello è stato creato dall'enorme flusso di plasma che sale all'interno del sole, che si raffredda affondando nuovamente. Particolarmente accattivanti sono i punti luminosi che lampeggiano di tanto in tanto. Nelle immagini ultraviolette sono molto più ricchi di contrasto di prima. Gli scienziati ritengono questi punti luminosi per essere segni di singoli tubi di flusso magnetico nella fotosfera, i mattoni del campo magnetico solare. Il campo magnetico del Sole è di particolare interesse per gli scienziati, in quanto è responsabile di tutte le attività della stella.

A parte queste regioni tranquille, i ricercatori si sono concentrati anche sulle aree in prossimità delle macchie solari. Queste enormi strutture coprono abbondantemente la superficie del Sole, soprattutto in tempi di alta attività solare. "Nelle nostre immagini troviamo brillanti strutture, fortemente allungate, chiamate fibrille", dice Riethmüller.

"Queste prime analisi sono estremamente promettenti", spiega Solanki commentando i nuovi risultati. "Essi mostrano che la radiazione ultravioletta dalla cromosfera è molto adatta per la visualizzazione di strutture e processi dettagliati." I ricercatori ora sperano che i prossimi mesi forniranno più nuove intuizioni, e sono in attesa di una stretta collaborazione con i colleghi della missione IRIS della NASA. Il telescopio spaziale è stato lanciato il 28 giugno, solo poche settimane dopo la fine della missione Alba, e studia anche la radiazione ultravioletta dalla cromosfera e la corona.

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