Simulazione del campo magnetico solare generato dai moti convettivi del plasma. Crediti: Université de Montréal – DAp/CEA – AIM / Science
Un nuovo studio pubblicato su Science arriva a una conclusione apparentemente lapalissiana: il Sole è una stella di tipo solare. In realtà, il gruppo di ricerca internazionale che ha condotto lo studio, guidato da Antoine Strugarek della Università di Montréal, in Canada, grazie a particolari simulazioni al calcolatore ha risolto un problema che attanaglia da qualche tempo i fisici solari: il Sole esibisce lo stesso comportamento ciclico delle altre stelle vicine di tipo solare, oppure no?
Quella che viene definita come attività del Sole – come il variare del numero delle macchie solari, dei livelli di radiazione e di espulsione di materiale – cambia secondo una cadenza ciclica di (circa) undici anni, come effetto dei cambiamenti nel campo magnetico. Il campo magnetico del Sole ha infatti origine nei turbolenti strati convettivi più esterni, che occupano il 30 per cento del suo raggio e possiedono una complessa dipendenza dalla frequenza di rotazione stellare.
La comprensione completa dei meccanismi che governano il ciclo magnetico solare è una delle sfide più impegnative per i fisici solari; questo è ancor più vero perché quello solare non sembra corrispondere ai cicli magnetici osservati su altre stelle vicine di tipo solare. Fatto che ha portato alcuni scienziati a ipotizzare che il Sole potesse essere un’eccezione fra le stelle di tipo solare, almeno per quanto riguarda il ciclo magnetico.
Fotogramma tratto dal video a 360° che simula l’interno di una stella di tipo solare. Vi sono rappresentati i turbolenti moti convettivi che animano la calotta esterna del sole, per circa un terzo del suo raggio, e che generano un campo magnetico su larga scala (rappresentato dai tubi rossi e bianchi) che inverte la di polarità su una scala di tempo decennale. Crediti: Université de Montréal – DAp/CEA – AIM
Nel nuovo studio, grazie a una raffinata simulazione dei campi magnetici stellari, i ricercatori hanno dimostrato che il ciclo magnetico del Sole dipende dalla frequenza di rotazione e dalla luminosità. Questa relazione può essere espressa nei termini del cosiddetto numero di Rossby, che quantifica l’influenza della rotazione sul moto convettivo turbolento, rispetto al quale numero il ciclo magnetico solare risulta inversamente proporzionale.
Confrontando i risultati delle simulazioni con precedenti osservazioni di attività ciclica in un campione di stelle di tipo solare vicine, gli autori hanno ulteriormente scoperto che i periodi del ciclo solare e di altre stelle di tipo solare seguono tutti lo stesso rapporto con il numero di Rossby, una tendenza basata fondamentalmente sul processo di dinamo idromagnetica. In parole povere: il Sole è davvero una stella di tipo solare.
Per saperne di più:
- L’articolo pubblicato su Science “Reconciling solar and stellar magnetic cycles with nonlinear dynamo simulations”, di A. Strugarek, P. Beaudoin, P. Charbonneau, A. S. Brun, J.-D. do Nascimento Jr.
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