Dati inestimabili ricavati a terra per gli osservatori del brillamento solare
“Le aree di disaccordo sono sempre le più interessanti!” afferma la prof.ssa Lyndsay Fletcher,coordinatrice di F-CHROMA (Flare Chromospheres: Observations, Models and Archives). Dal momento in cui il progetto è partito, all’inizio del 2014, lei e il suo team hanno utilizzato tutti i mezzi possibili per approfondire la conoscenza scientifica dei brillamenti solari e mettere in discussione modelli e teorie esistenti. Hanno in particolare scoperto che l’energia di brillamento aveva bisogno di penetrare molto più in profondità nell’atmosfera solare di quanto previsto, e hanno stabilito che la ionizzazione nella cromosfera è stata la chiave per l’evoluzione del brillamento. Le osservazioni del progetto sono state fatte utilizzando le strutture spaziali e, soprattutto, quelle a terra, le cui osservazioni non erano state sfruttate appieno prima della partenza del progetto. “Ci siamo proposti di sfruttare ogni occasione per offrire tempo di osservazione da strutture a terra (anche attraverso le opportunità offerte dal progetto SOLARNET, finanziato dalla CE) e ci siamo piuttosto riusciti,” ricorda la prof.ssa Fletcher. “Con il tempo di osservazione sulle strutture a terra a portata di mano, abbiamo scoperto che i satelliti di osservazione solare come il satellite IRIS della NASA erano lieti di sostenere le nostre osservazioni dove potevano. Sia i telescopi spaziali che quelli terrestri esaminano solo piccoli frammenti del disco solare, quindi avevamo bisogno di una strategia per avere le migliori possibilità di osservare i brillamenti, che sono improvvisi e imprevedibili.” Concentrandoci sulla parte più complessa di un gruppo di macchie solari e sui luoghi in cui i brillamenti precedenti erano stati segnalati, il team ha optato per un approccio “stai seduto e osserva” che si è rivelato vincente: in totale è riuscito a ottenere 30 nuove banche dati di brillamenti a terra ed è stato in grado di individuare le strategie ottimali per le osservazioni dei brillamenti con i nuovi telescopi a terra che saranno presto disponibili online. Hanno potuto contribuire anche gli osservatori solari dilettanti, che spesso hanno accesso ad attrezzature eccellenti. Nei mesi di settembre 2015 e luglio 2016, il team ha organizzato le cosiddette campagne F-HUNTERS per incoraggiare questi appassionati a seguire gli obiettivi di osservazione dei brillamenti di F-CHROMA e inviare i loro dati. “Generalmente i telescopi utilizzati da osservatori dilettanti sono in grado di vedere un frammento più grande del disco solare (ma in uno spazio in qualche modo più ristretto) rispetto ai telescopi professionali, quindi i dilettanti possono ‘catturare’ i brillamenti che i telescopi professionali non rilevano,” spiega la prof.ssa Fletcher. Allo stesso modo, i telescopi amatoriali possono osservare la luce bianca a banda larga, ovvero ciò che avrebbe visto l’occhio durante la proiezione di un’immagine solare quando si è verificato un brillamento. Questa radiazione viene generalmente trascurata dalle attrezzature professionali che enfatizzano linee di emissione più spettacolari, ma è fondamentale per spiegare l’energetica di un brillamento. “Stiamo pensando a come sviluppare questo in modo che possa supportare in maniera significativa le osservazioni con la prossima generazione di osservatori solari basati a terra e come le osservazioni degli appassionati potrebbero essere ottimizzate per fare ciò,” afferma la prof.ssa Fletcher. “La qualità di alcuni dati forniti era molto elevata e, con opportune calibrazioni, in linea di principio possono essere utilizzati per colmare le lacune nella nostra conoscenza di come alcuni particolari brillamenti si sono sviluppati. L’intera esperienza, e in particolare la risposta molto entusiasta di tutti i nostri colleghi dilettanti, è stata molto edificante per il team. Ci ha ricordato perché facciamo questo.” Dati per tutti Nel complesso, l’attenta modellazione e l’analisi dei dati delle radiazioni della cromosfera di F-CHROMA offrono importanti risposte relative all’aumento del riscaldamento, alla maggiore ionizzazione, ai flussi, agli shock e ad altre modifiche al plasma che sono di grande interesse per l’astrofisica. Il team ha anche confrontato i propri dati con due simulazioni computerizzate completamente indipendenti di ciò che accade durante un brillamento, e ha scoperto che i risultati erano molto simili. “Abbiamo anche imparato qual è il modo più efficace per “catturare un brillamento nelle osservazioni,” dichiara con entusiasmo la prof.ssa Fletcher. “Ciò sarà vitale per l’osservazione dei brillamenti nella prossima generazione di telescopi solari, poiché il raggiungimenti del tempo di osservazione su questi telescopi risulterà molto competitivo.” Grazie ad F-CHROMA, la comunità scientifica ha ora accesso a dati sui brillamenti formattati e ricavati a terra che può utilizzare per la propria ricerca e può prepararsi alla prossima generazione di osservatori che verranno presentati a partire dal 2019. Ha inoltre accesso a una serie di modelli avanzati della risposta della cromosfera dei brillamenti a diversi tipi di input energetico e agli strumenti necessari per simulare l’emissione di radiazioni da confrontare con i dati. “Questi modelli, detti modelli di idrodinamica delle radiazioni, richiedono molto tempo, esperienza e potenza di calcolo per funzionare, quindi, invece di far imparare ai singoli scienziati come imparare a gestire e “curare” il codice, lo abbiamo fatto noi per loro, che sono così liberi di concentrarsi sulle interpretazioni della fisica,” spiega la prof.ssa Fletcher. Grazie ai dati, alle simulazioni e agli strumenti di analisi che vengono messi a disposizione della comunità, il team spera ora che i ricercatori solari al di là di F-CHROMA e i collaboratori immediati verranno incoraggiati a intraprendere studi sul brillamento solare.
Parole chiave
F-CHROMA, cromosfera, radiazioni solari, atmosfera solare, brillamento solare, ionizzazione, telescopio, meteorologia spaziale