Grazie ad un complesso studio internazionale, è stato risolto il giallo della variazione chimica tra la fotosfera solare, la superficie apparente del Sole e la sua corona, la regione più esterna della sua atmosfera. Il risultato è stato possibile grazie ad una serie di osservazioni acquisite simultaneamente sia dalla Terra sia dallo spazio
Un team internazionale di esperti, guidati dai ricercatori dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi) e del Mullard Space Physics Lab dello University College London (Ucl/Mssl), oltre agli studiosi di 7 tra istituti di ricerca e università, tra cui l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), è riuscito a chiarire un mistero riguardante il Sole. In particolare, grazie all’utilizzo combinato di dati simultanei acquisiti dallo spettropolarimetro italiano ad alta risoluzione “Ibis”, installato fino al 2019 al telescopio Dst (New Mexico, Usa), dallo spettrometro “Eis” a bordo della missione Jaxa Hinode e dai dati acquisiti dal Solar Dynamics Observatory (Sdo) della Nasa, è stato possibile capire che le differenze che sussistono tra la superficie apparente del Sole, ovvero la fotosfera, e la regione più esterna della sua atmosfera, la corona solare, sono legate alle onde magnetiche della stella, influenzando anche il vento solare.
L’osservazione delle onde magnetiche nella cromosfera
“È stato così risolto il giallo della variazione chimica tra la fotosfera solare e la sua corona, grazie ad una combinazione unica di osservazioni multi-quota acquisite simultaneamente da Terra e dallo spazio”, si legge in un comunicato diffuso dall’Inaf. Nel corso del lavoro di ricerca, i cui risultati sono stati pubblicati sulle riviste “Philosophical Transaction of Royal Society A" e “Astrophysical Journal”, gli scienziati sono riusciti per la prima volta in assoluto ad osservare le onde magnetiche nella cromosfera, quella particolare e sottile regione dell'atmosfera solare al di sopra della sua superficie. Dalle analisi, è emerso come la corona solare, sia “fisicamente legata agli strati più bassi, fotosfera inclusa, da dove il gas magnetizzato che compone la corona, si origina”. Di conseguenza, spiegano gli esperti, la composizione chimica della corona avrebbe dovuto essere maggiormente simile a quella della fotosfera ma, in realtà, non è così. Ed è lo stesso fenomeno che era stato osservato circa 50 anni fa e, più di recente, anche in altre stelle simili al Sole. “Il motivo per il quale la composizione chimica della fotosfera e della corona presentano differenze è una delle questioni aperte dell’astrofisica moderna”, si legge nel comunicato dell’Inaf. Negli ultimi anni alcune ipotesi scientifiche avevano suggerito la possibilità che le onde magnetiche nella cromosfera potessero separare gli elementi chimici, determinando così la variazione di composizione chimica osservata nell’atmosfera solare. Ma, ad oggi, nessuna conferma sperimentale ha confermato queste ipotesi. “È interessante notare come questa anomalia di composizione chimica sia stata osservata anche nel vento solare. Essa rappresenta pertanto una segnatura utile a tracciare il flusso di massa e di energia dalla superficie del Sole all’eliosfera. Capire i meccanismi alla base di questa anomalia è quindi di fondamentale importanza per identificare le sorgenti atmosferiche del vento solare”, continuano gli esperti.
Una mappatura 3D dell’atmosfera solare
Secondo Marco Stangalini, ricercatore dell’Agenzia spaziale italiana e primo autore dello studio, “la maggior parte dei processi fisici che avvengono nell’atmosfera del Sole, coinvolgono simultaneamente diverse quote della stessa. Dalla fotosfera, dove queste onde vengono eccitate, fino alla corona dove rilasciano energia. Questi risultati confermano l’utilità di un utilizzo combinato di dati simultanei acquisiti da strumenti diversi a diverse quote. Ciò consente di operare una mappatura 3D dell’atmosfera stessa e di comprendere meglio i processi fisici che in essa avvengono”. “ll trasferimento di energia e materia che determina la struttura e la dinamica dell’atmosfera solare stabilisce anche le condizioni fisiche nell’eliosfera e le interazioni Sole-pianeti”, ha invece spiegato Ilaria Ermolli, ricercatrice dell’Inaf e coautrice dello studio. “Molti aspetti fondamentali dei processi coinvolti sono ancora sconosciuti. Il Sole è l’unica stella che permetterà di osservare tali processi alle scale caratteristiche con i telescopi solari di futura generazione operanti a terra e nello spazio, producendo dati di vasta rilevanza astrofisica”, ha poi concluso.
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