Donne, uomini e strumenti protagonisti della conferma della natura magnetica dei tornado solari. Dall’alto in basso e da sinistra a destra: Erwin Verwichte, Fabrizio Giorgi, Ilaria Ermolli, Marco Stangalini, Mariarita Murabito e lo spettrometro Ibis
Anche il Sole ha i suoi tornado, giganteschi turbini di gas ad altissima temperatura che si estendono per parecchie migliaia di chilometri nell’atmosfera della nostra stella e durano qualche decina di minuti. Un team di ricercatrici e ricercatori guidato da Mariarita Murabito dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), a cui partecipano colleghi dell’Agenzia spaziale italiana (Asi) e dell’Università di Warwick nel Regno Unito, è riuscito a confermare, per la prima volta, che i tornado solari sono prodotti dai moti vorticosi dei campi magnetici che permeano la nostra stella, il principale “motore” dei processi dinamici del plasma solare.
La scoperta, che verrà pubblicata in un articolo sulla rivista Astronomy & Astrophysics, è stata ottenuta grazie alle dettagliatissime osservazioni dello strumento Ibis (Interferometric Bidimensional Spectrometer) dell’Inaf presso il telescopio solare Dst nel New Mexico (Usa). Le immagini raccolte hanno permesso di effettuare una tomografia tridimensionale dei deboli campi magnetici che si attorcigliano all’interno del tornado stesso e di osservare i flebili segnali ad essi associati.
«Sin dalla loro scoperta nel 2011, le simulazioni teorizzavano che tali strutture rotanti visibili nella cromosfera solare fossero in realtà i traccianti di strutture magnetiche che, ruotando velocemente, generano una forza centrifuga che permette al plasma di muoversi verso l’esterno lungo le linee stesse del campo magnetico» dice Mariarita Murabito, ricercatrice Inaf a Roma. «Tale flusso di plasma può così essere accelerato verso gli strati sovrastanti dell’atmosfera solare. Era quindi di fondamentale importanza riuscire a vederne la loro natura magnetica».
La cromosfera solare durante le osservazioni analizzate nello studio (pannello in alto a sinistra), mappa del campo magnetico e immagine della cromosfera ottenute dalle misure Ibis (pannelli in alto centrali), evoluzione dei tornado analizzati (pannelli in basso), risultati delle simulazioni numeriche che riproducono caratteristiche dei tornado osservati (pannelli a destra). Crediti: M. Murabito et al.
Con diametri comparabili a quelli dell’intero continente europeo, questi giganteschi tornado solari connettono differenti strati dell’atmosfera solare fungendo da canale per il trasporto di energia verso gli strati più esterni dell’atmosfera stessa. «Lo studio del trasporto e la dissipazione di energia nell’atmosfera del Sole è di fondamentale importanza per comprendere i meccanismi di riscaldamento degli strati più esterni dell’atmosfera stessa e l’accelerazione del vento solare» aggiunge Marco Stangalini, dell’Asi, nel team che ha condotto la ricerca. «I campi magnetici che si attorcigliano all’interno di questi vortici rappresentano le condizioni fisiche ideali per l’eccitazione di onde magnetiche, che sono ritenute uno dei responsabili proprio del riscaldamento degli strati più esterni dell’atmosfera della nostra stella e dell’accelerazione del vento solare. È la prima volta che, grazie a dati spettro-polarimetrici ad alta risoluzione, si riesce ad effettuare una tomografia tridimensionale dei campi magnetici all’interno di queste strutture. Ma è plausibile pensare che nel prossimo futuro gli strumenti di nuova generazione, grazie alla loro maggiore sensibilità polarimetrica, possano osservare un numero sempre maggiore di questi eventi, fornendoci preziose informazioni a riguardo» ribadisce Stangalini.
«Le osservazioni effettuate con Ibis negli anni passati hanno avanzato la nostra conoscenza dell’atmosfera della nostra stella, in particolare della struttura e dinamica della cromosfera, dell’evoluzione degli elementi magnetici a piccola e grande scala, dell’eccitazione e propagazione di onde nelle regioni magnetiche» ricorda Ilaria Ermolli, dell’Inaf di Roma e coautrice dell’articolo che descrive lo studio. «Un team di ricercatori e tecnologi di varie sedi Inaf e Università sta ora lavorando all’ammodernamento dello strumento, perché possa operare presto per acquisire nuove osservazioni dell’atmosfera del Sole, caratterizzate dalle risoluzioni spaziale, spettrale e temporale necessarie per migliorare la comprensione dei processi fisici alla base dell’attività solare e dello space weather» conclude Ermolli.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo in pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics “Unveiling the magnetic nature of chromospheric vortices“, di Mariarita Murabito, Juie Shetye, Marco Stangalini, Erwin Verwichte, Tony Arber, Ilaria Ermolli, Fabrizio Giorgi, Tom Goffrey