La sonda solare Parker della NASA trova indizi sul vento solare

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La Parker Solar Probe sta fornendo ai ricercatori della NASA informazioni su come il sole accelera le particelle fino a un milione di miglia all'ora.

Di Kenneth Chang

Le particelle ad alta velocità fuoriescono dal sole come l'acqua dal soffione di una doccia, hanno riferito gli scienziati mercoledì.

I dati della Parker Space Probe, una navicella spaziale della NASA lanciata nel 2018 e ora in picchiata per raccogliere dati sull'atmosfera esterna del sole, o corona, stanno fornendo indizi su come il sole genera il vento solare: un milione di miglia al giorno. flusso orario di elettroni, protoni e altre particelle cariche che si precipitano verso l'esterno nel sistema solare.

La ricerca sul vento solare si lega a un mistero che da tempo lascia perplessi gli scienziati: perché la corona, dove le temperature raggiungono milioni di gradi, è molto più calda della superficie del sole, che è relativamente fredda a 10.000 gradi Fahrenheit?

La sonda Parker prende il nome da Eugene N. Parker, un astrofisico dell'Università di Chicago che per primo predisse l'esistenza del vento solare nel 1958.

Il sole ha un'atmosfera di gas tenui che viene trascinata verso il basso dalla gravità mentre la pressione generata dalle reazioni di fusione all'interno del sole spinge verso l'alto.

Nel complesso, le forze si bilanciano in modo che il sole non collassi né si dissolva. Ma le forze non si annullano perfettamente ovunque, e i calcoli del dottor Parker mostrano come il sole possa comportarsi come un palloncino che perde.

"Se si esercita una pressione sufficiente nel sistema", ha affermato Stuart Bale, fisico dell'Università della California, Berkeley, "l'atmosfera può fuoriuscire. E mentre fugge, si energizza".

In un articolo pubblicato mercoledì sulla rivista Nature, il dottor Bale, che guida uno strumento sulla sonda solare Parker che misura i campi elettrici e magnetici nel vento solare, e i suoi colleghi hanno riferito che i flussi di vento solare corrispondono ai modelli di gas caldi gas in aumento e più freddi che cadono all'interno del sole. Questo fenomeno di convezione, essenzialmente lo stesso che avviene durante un temporale, produce flussi di idrogeno su e giù all’interno del sole, e lo schema dei flussi – come temporali ammassati uno accanto all’altro – è noto come supergranulazione.

La convezione di particelle cariche genera campi magnetici mutevoli che si allungano fino a spezzarsi e riconnettersi, rilasciando energia che contribuisce al riscaldamento della corona. Questa riconnessione sembra accelerare le particelle del vento solare.

Precedenti osservazioni del Sole avevano già indicato che il vento solare esce dai cosiddetti buchi coronali, regioni in cui il campo magnetico continua verso l’esterno nello spazio invece di avvolgersi e ritornare in un altro punto del sole.

Immaginate una semplice barra magnetica, che genera un campo magnetico di forma simile a quello che circonda la Terra. Ai poli i campi magnetici vanno su e giù; quelli sono i fori coronali.

Durante i periodi di quiete del sole (l'attività solare varia in un ciclo di 11 anni, da relativamente calmo a iperattivo) il campo magnetico del sole possiede questa configurazione magnetica a barra. Quando la sonda Parker venne lanciata, il sole era vicino al suo minimo.

Ma quando il sole si avvicina al massimo del suo ciclo, quando il campo magnetico è in preda all’inversione di direzione, la struttura del campo diventa più complessa e compaiono più buchi coronali.

Gli strumenti della sonda Parker hanno rilevato che il vento solare non era uniforme sui fori coronali. Invece, le particelle sono emerse in “microflussi”, come i getti di una doccia.

I sensori della sonda spaziale "hanno iniziato a vedere che il vento solare aveva un'enorme quantità di struttura", ha detto James Drake, professore di fisica all'Università del Maryland e altro autore dell'articolo su Nature.

Lo schema periodico dei microflussi corrispondeva a quello della supergranulazione, suggerendo che la riconnessione magnetica vicino alla superficie del sole gioca un ruolo chiave nell'accelerazione delle particelle.

"Ho potuto capire tutte le caratteristiche della riconnessione", ha detto il dottor Drake. "Ho potuto capire quanto riscaldamento stava accadendo. E una volta calcolato quanto riscaldamento, ho scoperto che era sufficiente per alimentare il vento."