Le osservazioni mostrano un sistema a due livelli di circolazione all’interno del Sole. Tale circolazione è collegata all’invertimento dei due poli magnetici che si verifica circa ogni 11 anni.
Uno dei tanti misteri che hanno da sempre incuriosito gli astronomi è il fenomeno della cosiddetta dinamo solare, vale a dire i movimenti interni al Sole che generano il campo magnetico solare e fanno sì che si inverta ogni 11 anni circa. Alcuni ricercatori della NASA hanno trovato qualche risposta, grazie all’Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) montato sul Solar Dynamics Observatory (SDO), osservando il movimento dei fluidi dall’equatore ai poli.
SDO è utilizzato dagli astronomi per studiare i diversi fenomeni legati al Sole, come i brillamenti solari, le macchie solari e le esplosioni in superficie, tutti legati al magnetismo solare. Ogni 11 anni il sistema magnetico del Sole si inverte, causando il ciclo delle macchie solari. Il Sole ha già compiuto 418 milioni di cicli, ma solo 24 di questi sono stati studiati nel dettaglio.
Il team ha scoperto, però, che all’interno del Sole non c’è solo un flusso di circolazione da cui dipende il campo magnetico, bensì due. “Per decenni siamo stati convinti che il ciclo solare dipendesse dal movimento di materiale verso i poli, che invertirebbe il campo magnetico da un ciclo all’altro”, ha spiega Philip Scherrer, l’autore principale dello studio che è stato pubblicato su Astrophysical Journal Letters. “Negli anni Novanta provammo a mappare i flussi, ma i risultati non avevano molto senso”.
Dalla metà degli anni ’90 in poi i ricercatori hanno cominciato a studiare i movimenti interni a Sole con una particolare tecnica chiamata eliosismologia, cioè lo studio di come le onde di pressione si propaghino sulla superficie solare. Queste onde sono molto simili a quelle sismiche che si propagano sotto la superficie terrestre e che causano i terremoti. Monitorando queste oscillazioni gli scienziati possono ottenere maggiori informazioni sul materiale attraverso cui si propagano le onde.
In questo modo, gli astronomi hanno dimostrato che il materiale all’interno del Sole ruota da est verso ovest, più lentamente ai poli che non all’equatore. Inoltre le osservazioni hanno dimostrato che il materiale si sposta dall’equatore verso i poli (percorrendo circa 32mila chilometri) ma il flusso di ritorno verso l’equatore non si vede. Modelli teorici precedenti ritenevano che il flusso verso l’equatore avvenisse più in profondità, dai 200mila chilometri in giù.
Il team ha osservato e analizzato i dati dell’HMI per due anni, dimostrando che le cose stanno in modo ben diverso. I dati differiscono infatti da quelli raccolti in precedenza con gli elisismografi, come il Michelson Doppler Imager montato a bordo del Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) che studiava il Sole ad alta risoluzione solo per due mesi l’anno. HMI, invece, scruta il Sole continuamente in maniera 16 volte più dettagliata di SOHO.
I ricercatori hanno messo a paragone i dati di MHI con quelli SOHO facendo rilevamenti a quattro diverse altezze della superficie solare, e hanno visto che i set di dati non combaciavano. Il nuovo metodo ha evidenziato il fatto che il flusso di materiale verso i poli avviene in effetti molto vicino alla superficie solare, ma quello verso l’equatore non avviene tanto in profondità: sta circa a metà dello strato convettivo. Al di sotto, più in profondità, si trova invece un secondo flusso verso i poli.
Il prossimo passo sarà capire come questo modello possa aiutare a spiegare meglio il meccanismo della dinamo solare.