Crediti: NASA/SDO and AIA
I brillamenti solari sono tra gli eventi più violenti e spettacolari che avvengono sul Sole. La loro enorme luminosità li rende facilmente individuabili, nello spazio soprattutto nei raggi ultravioletti e X. Quello che invece non risulta per niente semplice è osservare in dettaglio quello che accade prima dei brillamenti, per capire quali sono i meccanismi che portano all’innesco di queste imponenti eruzioni solari. Ora un team di scienziati guidati da Jaroslav Dudik dell’Università di Cambridge nel Regno Unito ha infranto questo tabù, osservando la genesi e l’esplosione di un brillamento grazie alle riprese del Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA. L’analisi di quelle immagini, integrata con informazioni in altre bande elettromagnetiche, ha permesso ai ricercatori di dare alcune importanti conferme e interessanti novità riguardo i modelli teorici che descrivono la formazione dei brillamenti solari e il loro rilascio di energia.
Un passo importante quindi anche per lo studio e la previsione delle tempeste solari, che in alcuni casi possono investire anche l’ambiente terrestre, con conseguenze anche rilevanti nei fenomeni più intensi. Questi modelli prevedono che i brillamenti si ‘accendano’ in regioni della bassa corona solare dove le linee del campo magnetico locale sono molto distorte. Una situazione che può portare a un rapido riarrangiamento di queste linee, che rilasciano grandi quantità di energia durante un processo chiamato riconnessione magnetica. Con una rozza analogia, possiamo pensare a quello che accade a un elastico quando viene allungato e attorcigliato: non appena lo si lascia libero, scatta rapidamente e torna alla sua configurazione iniziale, liberando l’energia accumulata. Allo stesso modo, dopo il brillamento, i campi magnetici locali e gli archi di plasma che emergono dal Sole si riassestano su linee più ordinate, indice di uno stato di energia complessivamente più basso.
Dudik ha osservato e studiato con i suoi colleghi proprio questo processo di ‘carica’ e rilascio sotto forma di un intenso brillamento, quello avvenuto il 12 luglio del 2012 e registrato in grande dettaglio dallo strumento AIA (Atmospheric Imaging Assembly) a bordo del Solar Dynamics Observatory della NASA. SDO ha ripreso nella radiazione ultravioletta una sequenza di immagini ad altissima definizione della regione dove si è sviluppato quel brillamento, mostrando con un eccezionale livello di dettaglio anche le fasi precedenti l’immane rilascio di energia. Il video costruito partendo da quelle immagini, prese con un intervallo di appena 12 secondi l’una dall’altra, ha così rivelato agli occhi dei ricercatori la danza delle linee del campo magnetico e la loro organizzazione prima, durante e dopo il brillamento. A rendere certamente tutto più evidente ci ha pensato proprio l’entità dell’evento, che si è esteso per una lunghezza paragonabile a 35 volte il diametro della Terra e ha raggiunto la classe di intensità X (la più alta della scala che misura il flusso di raggi X molli emessi dai brillamenti).
“Interpretando i dati forniti dallo strumento AIA di SDO, gli autori presentano l’evidenza sperimentale di quanto previsto dalla teoria e dalle simulazioni numeriche 3D per il processo fisico della riconnessione magnetica in una configurazione che vede una delle estremità di ciascuno degli archi magnetici coinvolti muoversi lungo la linea ideale di separazione delle regioni di polarità magnetica opposta” spiega Mauro Messerotti, dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste. “In tal modo la riconnessione avviene in modo diverso da quello predetto dal modello classico e presenta un carattere di intermittenza, che spiega vari aspetti della fenomenologia osservata per questa tipologia di brillamenti. Oltre a fornire una conferma sperimentale dei modelli attuali, questo lavoro mette anche in evidenza il ruolo chiave rivestito dalle indagini di questi fenomeni anche nella banda radio. Infatti gli autori usano gli spettri radio nella banda metrica ottenuti da INAF-Trieste per evidenziare il riarrangiamento della topologia magnetica indicato dall’evoluzione di una tempesta di rumore (noise storm). La radiofisica si conferma quindi un potente strumento diagnostico che consente di identificare chiaramente, ad esempio, il carattere di intermittenza del fenomeno”.
Per saperne di più:
- l’articolo Slipping magnetic reconnection during an X-class solar flare observed by SDO/AIA di Jaroslav Dudik et al. pubblicato su The Astrophysical Journal