Lunedì 5 Dicembre 2016
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Plutone: altri scenari per la formazione della Sputnik Planitia

Da quando la sonda della NASA New Horizons ha fotografato la curiosa caratteristica a forma di cuore, che domina un emisfero di Plutone, gli scienziati cercano di proporre teorie sulla sua formazione. Leggi tutto

Gli indici dell'attività solare

Rappresentazione artistica di un cme
Rappresentazione artistica di un cme Credit: NASA

Come si misura e si prevede l'attività della nostra stella, con particolare riferimento all'ultima "super-macchia" solare (aggiornato al 29/10).

Le recenti scorribande della "regione attiva A2192" (la macchia gigante apparsa sul limbo solare una settimana fa e di cui ho parlato in un precedente articolo e recentemente fotografata anche dall'amica Elisabetta) mi hanno stimolato nell'approfondire la questione generale di come venga monitorata e prevista l'attività solare; si tratta di una attività complessa che viene ormai svolta in molte bande elettromagnetiche, dai raggi X alle onde radio, e coinvolge osservatori a terra e in orbita (questi ultimi sempre più importanti).

Per cominciare, diamo una occhiata agli ultimi eventi sulla protagonista indiscussa dell'ultima settimana, la macchia (o meglio il complesso di macchie) che ha ormai superato il meridiano centrale del sole e si accinge a "tramontare" sul limbo occidentale per effetto della rotazione solare. Il mosaico sottostante mostra l'aspetto e la posizione della macchia nell'ultima settimana, ripresa dal satellite SDO nel visibile. Attualmente, il complesso occupa 2740 milionesimi della superficie del disco solare e questo ne fa di gran lunga la regione attiva più estesa dell'attuale ciclo solare (che è il numero 24); per dare una idea, la Terra sul disco solare coprirebbe solo 169 milionesimi, una superficie 75 volte più piccola!

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mosaico di immagini della regione A2192 riprese ogni 24 ore nel visibile - mosaico di M.Di Lorenzo - Courtesy of NASA/SDO and the AIA, EVE, and HMI science teams

Nella composizione qui sopra, si vede chiaramente come la macchia principale si sia inizialmente ingrandita cambiando poi forma e struttura interna, mentre altre macchie si sono materializzate in alto a destra nella stessa regione; si tratta in realtà di macchie complementari alla prima, poichè in quella regione le linee di forza uscenti dalla macchia grande rientrano al di sotto della superficie visibile (fotosfera); le due polarità si vedono chiaramente nel seguente "magnetogramma", codificate dai colori rosso e blu; tra l'altro, è proprio la presenza di questi intensi flussi magnetici a raffreddare il gas della fotosfera causando la comparsa di macchie scure. 

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Courtesy of NASA/SDO and the AIA, EVE, and HMI science teams

Mentre una semplice coppia di macchie con polarità opposte (dipolo) forma una gruppo magnetico di tipo "Beta", qui siamo in presenza di un gruppo "Beta-Gamma-Delta". Questa tipologia di zona attiva è particolarmente importante e temuta poiché è spesso sorgente di fenomeni violenti, genericamente indicati come "tempeste solari"; in pratica, nella cromosfera sopra queste regioni si formano delle zone di plasma surriscaldato dai campi magnetici e queste esplosioni di energia danno luogo a dei brillamenti, accompagnati da un importante rilascio di raggi X e particelle cariche energetiche; eventualmente, si può avere anche una eiezione coronale (CME). Da quando è apparsa la regione attiva A2192, in effetti, si sono avuti numerosi brillamenti, soprattutto negli ultimi giorni in cui è aumentato anche il livello base dell'intensità di raggi X duri (curva blu nel seguente grafico):

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Andamento dei Raggi X emessi dal Sole nei 12 giorni del transito di A2192 sul disco solare - Courtesy of NOAA/SWPC/GOES

Guardando i dati nel mese di Ottobre forniti dal NOAA (il National Weather Service americano), prima dell'apparizione della super-macchia il Sole era decisamente tranquillo (c'era stato solo un debole brillamento il giorno 2) mentre, a partire dal 19, c'è stata una raffica di brillamenti e 5 di essi avevano anche una elevata intensità (classe X, ovvero con un flusso X > 10-4 W/m2); quello del 24 Ottobre, in particolare, è stato il più intenso (classe 3.1, il sesto per potenza dall'inizio del ciclo attuale).

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Plot dell'attività solare; notare che la scala delle ascisse è espansa a partire dal 20 Ottobre - Courtesy of NOAA/SWPC

Quando queste radiazioni e particelle cariche investono direttamente la Terra, questo può dare luogo a una serie di fenomeni che vanno da un disturbo nella trasmissione delle onde radio (dovute ai raggi ultravioletti che colpiscono la ionosfera) fino a vere e proprie tempeste magnetiche associate all'incremento di vento solare e all'interazione con il campo magnetico terrestre, generando spettacolari aurore ma anche possibili black-out elettrici e danneggiamenti ai satelliti.

Per classificare le tempeste geo-magnetiche, si usa un indice particolare chiamato K-index o Kp; un valore superiore a 4 indica una tempesta in atto. In questa pagina è possibile vedere l'andamento di K in tempo reale mentre nel grafico precedente si può notare come, in corrispondenza dei brillamenti di classe X, l'indice k abbia raggiunto il valore 5.

Le previsioni di possibili tempeste vengono effettuate sulla base delle osservazioni satellitari, con un preavviso tipico di 24-48 ore (si vedano gli ultimi 2 link sottostanti). 

Riferimenti:
http://www.attivitasolare.com/category/sole/
http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/
http://sdo.gsfc.nasa.gov/data/
http://www.swpc.noaa.gov/Data/
http://spaceweather.com/

Nota:
l'articolo è stato scritto la mattina del 26/10 ma alcuni grafici sono stati aggiornati nelle ore successive (ultimo aggiornamento il 29/10 alle 15.00)

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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