Svelato il mistero dei brillamenti solari.

I brillamenti solari provengono da un immenso campo elettrico che produce 4.000 volt al metro e una quantità di energia magnetica al secondo equivalente all’esplosione simultanea di centomila bombe all’idrogeno da 50 megatoni.

Il 6 settembre 2017 si è verificato un fenomeno equivalente a un terremoto sul Sole: ha generato il brillamento solare più intenso degli ultimi 10 anni, accompagnato da una potente eruzione, che ha causato problemi nei sistemi di telecomunicazione terrestri.

Tre anni dopo, un team internazionale di ricercatori ha scoperto la fisica dietro quella reazione solare e ha scoperto che corrisponde alle precedenti previsioni teoriche sui brillamenti solari. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.

La scoperta si basa sulle osservazioni della Owens Valley Solar Array (OVSA), una serie di radiotelescopi astronomici situati presso l’Owens Valley Radio Observatory (OVRO) vicino a Big Pine, in California, progettati per studiare le attività e i fenomeni della Sole.

Grazie a queste osservazioni, gli astronomi sono stati in grado di accedere al nucleo del potente brillamento solare e scoprire il campo magnetico che lo ha originato. L’intensa energia generata dal brillamento proveniva da un enorme strato di corrente elettrica che si estendeva per 40.000 chilometri attraverso il nucleo solare, producendo uno shock di 4.000 volt al metro. Ha anche generato una quantità di energia magnetica al secondo equivalente all’energia totale rilasciata dall’esplosione di centomila bombe a idrogeno da 50 megatoni contemporaneamente.

Bottiglia magnetica critica

I ricercatori hanno anche osservato all’interno del brillamento una struttura magnetica a forma di bottiglia, situata ad un’altezza di quasi 20.000 chilometri sopra la superficie del sole. Quella bottiglia magnetica, suggerisce il team, è probabilmente il sito principale in cui gli elettroni altamente energetici nel brillamento erano intrappolati e accelerati a una velocità vicina alla velocità della luce.

Svelato il mistero dei brillamenti solari.

Tale struttura sarebbe cruciale nel produrre o limitare gli elettroni relativistici, che sono gli elettroni che si muovono a una velocità tale che la loro massa aumenta come previsto dalla teoria specialedella relatività. Circa il 99% degli elettroni relativistici nel brillamento sono stati osservati raccogliersi nella bottiglia magnetica durante l’emissione di cinque minuti, osservano i ricercatori. Questa scoperta è importante perché fornirà informazioni su analoghi flaconi magnetici sviluppati in laboratorio per confinare e accelerare le particelle in alcuni reattori a fusione.

Anticipare nuove eruzioni solari

I ricercatori affermano che questa descrizione del motore centrale che guida eruzioni così potenti, può anche aiutare le previsioni future su questi episodi solari, in grado di distruggere tecnologie come operazioni satellitari, navigazione GPS e sistemi di comunicazione, tra molti altri.

Svelato il mistero dei brillamenti solari.

Bin Chen, autore principale dell’articolo, lo spiega in una nota: “È stato a lungo suggerito che l’improvvisa liberazione di energia magnetica attraverso il foglio di corrente elettrica sia stata responsabile di queste grandi eruzioni solari, sebbene non fossero mai state misurato le sue proprietà magnetiche. Nel nostro studio abbiamo finalmente misurato i dettagli del campo magnetico di quel foglio, il che ci dà una nuova comprensione del motore centrale dei principali chiarori del sole”.

Energia oscura dal sole

Dale Gary, coautore di questa ricerca, spiega che il luogo in cui è immagazzinata tanta energia e rilascia i brillamenti solari era come l’energia oscura del sole: solo la sua esistenza era stata dedotta. Le immagini del telescopio EOVSA hanno permesso di illuminare questa regione scura del sole e di analizzare la radiazione che ha permesso le misurazioni e il risultato finale. Il team ha anche scoperto che le misurazioni corrispondevano ai modelli precedenti che avevano prodotto negli anni ’90 del secolo scorso per spiegare la fisica dietro il brillamento solare.

Fonte: Measurement of magnetic field and relativistic electrons along a solar flare current sheet. Bin Chen et al. Nature Astronomy (2020) [link].