Spicole solari osservate da SDO (Solar Dynamics Observatory). Crediti: NASA Goddard/SDO/AIA
Perché nella regione più esterna dell’atmosfera del Sole (corona) la temperatura è enormemente più alta rispetto alla sua superficie visibile (fotosfera)? È un po’ come se l’aria intorno a una fiamma fosse più calda della fiamma stessa. Apparentemente, un controsenso. Eppure, è proprio ciò che registrano gli strumenti: si tratta di uno dei problemi su cui la fisica solare si interroga da almeno vent’anni. I risultati esposti in un articolo apparso recentemente su Science, fornirebbero, se non la soluzione definitiva, almeno una nuova via per raggiungerla. Secondo gli autori dell’articolo, che hanno combinato i dati di due osservatori solari orbitanti (Hinode e SDO), responsabili del riscaldamento della corona solare sarebbero le cosiddette spicole, dei getti di gas ionizzato e molto caldo che, dalla cromosfera solare (una zona intermedia fra fotosfera e corona), vengono iniettati nella corona dove si dissipano.
Non tutti gli esperti, però, sono convinti che con questa spiegazione si possa dichiarare il caso chiuso. Abbiamo chiesto a Fabio Reale Professore Associato presso il Dipartimento di Scienze Fisiche e Astronomiche dell’Università di Palermo e co-responsabile dello strumento SphinX che studia proprio la corona solare, se questa spiegazione sia soddisfacente:
“È un’ipotesi suggestiva e ha anche delle evidenze osservative, ma in realtà è ancora una strada tutta da percorrere. C’è un primo supporto da modelli magneto-idrodinamici ma ci sono anche delle difficoltà. Ad esempio è difficile, secondo questa ipotesi, spiegare la parte attiva della corona. Inoltre tutta una serie di dettagli non sono ancora ben definiti, meritano ulteriori approfondimenti e quindi diciamo che la riterrei molto preliminare: bisogna portare questa teoria allo stesso livello delle altre. È un sasso lanciato nello stagno in questo momento, più che una ipotesi ben consolidata”.
Nel corso degli anni sono state proposte svariate teorie che di volta in volta hanno cercato di spiegare il controverso caso della corona solare, ma per nessuna di esse è ancora stato trovato un metodo efficace che permetta di provarle.
“C’era un’ipotesi, abbastanza in voga, che era quella che il riscaldamento fosse dovuto a nanobrillamenti, cioè piccole esplosioni molto localizzate, con una struttura molto fine della corona solare. Questa ipotesi finora è stata di difficile conferma, per cui hanno preso piede tutta una serie di ipotesi alternative come la dissipazione di onde e, appunto, questi flussi di plasma dalla cromosfera che sono trattati in questo articolo di Science”.
La difficoltà nello stabilire se una teoria sia valida o meno sta proprio nello trovare per essa delle evidenze osservative: per farlo servono strumenti in grado di fare osservazioni estremamente accurate allo scopo di cogliere variazioni anche minime, su piccole scale e che durano poco nel tempo, inoltre, spiega Mauro Messerotti dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, esperto di fisica solare, “è fondamentale identificare le evidenze sperimentali usando osservazioni multibanda e multistrumento e, ancor più importante, raccordare i modelli interpretativi dei fenomeni che si osservano nelle interfacce, cioè nelle regioni di passaggio fra fotosfera e cromosfera e fra cromosfera e corona”.
I risultati esposti nell’articolo in questione sono stati ottenuti proprio servendosi di due strumenti che guardano il Sole con occhi diversi, Hinode nel visibile e SDO nell’estremo ultravioletto: è stata questa combinazione di osservazioni che si sono completate e sovrapposte a permettere di identificare le spicole e il loro comportamento. In particolare, spiega Messerotti “questi getti di plasma in cromosfera con alta velocità, rapida evoluzione temporale e temperatura del plasma piuttosto elevata, sono stati osservati in coincidenza temporale con dei getti di plasma coronali, quindi si stanno raccordando i modelli. Per questo motivo considero questo lavoro un importante tassello ma naturalmente richiederà ulteriori sviluppi.”
Per Reale i risultati pubblicati su Science sono quindi un “sasso lanciato nello stagno” mentre per Messerotti “un importante tassello”, come si evince anche dai rispettivi commenti. Secondo Reale, “il lato positivo dello studio sono queste evidenze osservative che sono molto interessanti e molto nuove anche se appunto non ne è chiaro il ruolo proprio nel bilancio energetico. Questo meccanismo è certamente presente ma bisogna vedere anche quanto riesce a spiegare del bilancio energetico della corona. Questo è un altro aspetto che è tutto da valutare.” Per Messerotti: “Questo modello ha una marcia in più rispetto a quelli proposti finora perché ci mostra delle evidenze sperimentali raccordando le osservazioni in regimi di plasma differenti e quindi cromosfera, regione di transizione e corona. Quello che ancora manca secondo il mio punto di vista è proprio quello che succede più in basso, cioè il raccordo fotosfera-cromosfera ha ancora necessità di essere approfondito.”
Al di là del modo più o meno caloroso con cui questo nuovo risultato è stato accolto, entrambe le parti sono quindi lontane dal ritenerlo la soluzione definitiva: certo, il processo descritto può sicuramente essere coinvolto nel riscaldamento della corona, ma non esserne il solo responsabile né il più determinante. In definitiva quindi, il dibattito è ancora aperto.