Tornado spaziali potrebbero svelare il mistero solare
Un team di scienziati europei ha scoperto sul Sole dei tornado supercaldi e superveloci, che potrebbero dare una risposta a una serie di domande ancora in sospeso nel mondo della fisica. In un articolo pubblicato sulla rivista Nature, gli scienziati spiegano che questi "tornado magnetici", che raggiungono velocità fino a 10.000 chilometri l'ora, non sono paragonabili a nulla di esistente sulla Terra. Infatti, il ??tornado più veloce registrato sulla Terra ha raggiunto una velocità di soltanto circa 486 km all'ora e non era affatto un esempio di evento comune. Inoltre, questi tornado magnetici sul Sole, creati da strutture del campo magnetico rotanti che costringono il plasma a muoversi in spirali, non sono solo comuni, ma potrebbero essere la chiave per risolvere un enigma della fisica di lunga data: perché la superficie del Sole è più fredda rispetto al suo strato atmosferico più esterno. Pensando a un incendio, tutti sappiamo che più ci avviciniamo al fuoco, più aumenta il calore. Il Sole, tuttavia, non segue affatto questa logica. Il suo nucleo centrale raggiunge i 15.000.000 gradi Celsius e la sua superficie si raffredda a 5.500 gradi Celsius, seguendo la logica che più ci si allontana, più cala la temperatura. Il Sole si raffredda a raggiungere appena 4.300 gradi Celsius al punto in cui uno strato dell'atmosfera del Sole, la fotosfera, incontra la cromosfera. Nella cromosfera, però, le cose si ribaltano. Quando la cromosfera comincia a fondersi con lo strato più esterno dell'atmosfera del Sole - la corona - la temperatura sale a 100.000 gradi Celsius e continua ad aumentare fino a raggiungere i 2.000.000 gradi Celsius nella parte della corona che è più lontana dal Sole. Questa sequenza di calore, quasi a fisarmonica, ha lasciato perplessi molti scienziati. Un puzzle che questa recente scoperta di tornado magnetici potrebbe aver risolto. Il professor Robertus Erdélyi, capo del Solar Physics and Space Plasma Research Centre (SP2RC) della School of Mathematics and Statistics dell'Università di Sheffield, spiega: "Uno dei problemi maggiori dell'astrofisica moderna è il motivo per cui l'atmosfera di una stella, come il nostro Sole, è notevolmente più calda della sua superficie. Immaginate di scalare una montagna, ad esempio uno munro nelle Highlands scozzesi, e che diventa più calda man mano che andate più in alto. "È chiaro che l'energia proviene da sotto la superficie solare, ma è un mistero come questa enorme quantità di energia viaggia fino a raggiungere l'atmosfera che circonda il Sole. Noi crediamo di aver trovato prove sotto forma di strutture magnetiche rotanti - tornado solari - che incanalano l'energia necessaria in forma di onde magnetiche per riscaldare il plasma solare magnetizzato. "Riportiamo qui la scoperta di onnipresenti tornado solari magnetici e la loro firma nelle zone più calde dell'atmosfera del Sole, dove la temperatura è alcuni milioni di gradi kelvin, a migliaia di chilometri dalla superficie del Sole. Si tratta di un passo importante nel campo." Si stima che ci sono ben 11.000 di questi tornado magnetici sopra la superficie del Sole in qualsiasi momento e che ciascuno è largo oltre 1.600 km. Nonostante il loro numero e le loro dimensioni, non sono mai stati osservati fino ad ora. Il dottor Sven Wedemeyer-Böhm dell'Università di Oslo, in Norvegia, ha guidato il team di ricerca e spiega questa scoperta: "Questi eventi sono piuttosto piccoli dettagli del Sole. Essi sono più visibili come strutture rotanti nella cromosfera, lo strato atmosferico tra la fotosfera (ovvero la "superficie") e la corona sopra. La cromosfera è molto difficile da osservare. La scoperta è stata resa possibile solo ora tramite la combinazione di un telescopio solare a terra d'avanguardia (Swedish 1-m Solar Telescope) con un nuovo telescopio solare spaziale (NASA Solar Dynamics Observatory), che ci permettono di vedere anche piccoli dettagli del Sole." A seguito della scoperta di questi tornado, il team è stato in grado di teorizzare che potrebbero essere responsabili del trasporto dell'energia dal serbatoio di energia sotto la superficie del Sole, chiamata zona di convezione - la più calda - verso l'atmosfera esterna, sotto forma di onde magnetiche. Il dottor Wedemeyer-Böhm aggiunge: "Abbiamo dimostrato che i tornado magnetici incanalano l'energia verso l'alto dalla superficie del Sole alla sua corona. I tornado magnetici costituiscono in tal modo un passo importante verso la soluzione del problema di lunga data del riscaldamento della corona. È altresì interessante che solo due ingredienti sono necessari per generare questo fenomeno: 1) campi magnetici e 2) flussi vortice che si verificano in discedenza vicino alla superficie solare come conseguenza dell'"effetto vasca da bagno". Entrambi sono onnipresenti sulla superficie del nostro Sole, il che spiega la grande abbondanza di almeno 11.000 tornado magnetici in ogni momento. La loro grande abbondanza è una scoperta molto importante, perché l'ubiquità è una condizione necessaria per un meccanismo in grado di riscaldamento coronale." Questa scoperta ha anche importanti implicazioni più vicino a casa, in termini di creazione di energia pulita qui sulla Terra, come spiega il professor Robertus Erdélyi. "Se riusciremo a capire come la natura riscalda plasmi magnetizzati, come nei tornado osservati sul Sole, un giorno potremmo essere in grado di utilizzare questo processo per sviluppare la tecnologia necessaria e costruire dispositivi che producono sulla Terra un'energia libera, pulita ed ecologica. Grazie alla nostra ricerca collaborativa, sembra sia stato fatto un importante salto in avanti per svelare i segreti di un grande e affascinante problema nell'astrofisica del plasma e ci stiamo avvicinando sempre di più al trovare una soluzione." Gli scienziati sono riusciti a vedere i tornado solari nell'atmosfera esterna del Sole, che si estende per migliaia di chilometri dalla superficie della stella gigante, attraverso l'uso di telescopi sia satellitari che terrestri. Sono quindi stati in grado di creare una sequenza stratificata di immagini 3D dei tornado e hanno simulato la loro evoluzione con codici numerici innovativi usando le impronte magnetiche rilevate dai loro telescopi ad alta risoluzione di ultima generazione.Per maggiori informazioni, visitare: Nature: http://www.nature.com/ Istituto di astrofisica teorica, Università di Oslo: http://www.mn.uio.no/astro/english/
Paesi
Norvegia, Regno Unito