In un articolo pubblicato questa settimana sulla rivista Nature, un team di scienziati guidato da Stuart D. Bale, professore di fisica all'Università della California, Berkeley, e James Drake dell'Università del Maryland-College Park, riferisce che la Parker Solar Probe ha rilevato flussi di particelle ad alta energia che corrispondono ai flussi di supergranulazione all'interno dei fori coronali, il che suggerisce che queste sono le regioni in cui ha origine il cosiddetto vento solare "veloce". È stato come vedere i singoli getti d'acqua che escono da un soffione per la doccia, spiega il comunicato.

I buchi coronali sono aree in cui le linee del campo magnetico emergono dalla superficie senza tornare indietro verso l'interno, formando così linee di campo aperte che si espandono verso l'esterno e riempiono la maggior parte dello spazio intorno al Sole. Questi buchi si trovano solitamente ai poli durante i periodi di quiete della stella, quindi il vento solare veloce che generano non colpisce la Terra. Ma quando il Sole diventa attivo ogni 11 anni, il suo campo magnetico si capovolge e questi buchi appaiono su tutta la superficie, generando esplosioni di vento solare puntate direttamente verso di noi.

Comprendere come e dove ha origine il vento solare aiuterà a prevedere le tempeste geomagnetiche che producono meravigliose aurore sulla Terra ma possono anche "spegnere" i satelliti in orbita e causare blackout alla rete elettrica.


I buchi coronali

In base alle analisi, i fori coronali assomigliano a un soffione per la doccia. Sono aree caratterizzate da getti distanziati approssimativamente in modo uniforme che emergono da punti luminosi in cui le linee del campo magnetico si incanalano dentro e fuori dalla superficie del Sole. Gli scienziati sostengono che quando i campi magnetici diretti in modo opposto si incrociano in questi imbuti, che possono essere larghi 29.000 chilometri, i campi spesso si rompono e si riconnettono, lanciando particelle cariche fuori dal Sole.

"La fotosfera è coperta da celle di convezione, come in una pentola d'acqua bollente, e il flusso di convezione su scala più ampia è chiamato supergranulazione", ha detto Bale. “Dove queste cellule di supergranulazione si incontrano e scendono verso il basso, trascinano il campo magnetico sul loro percorso in questo tipo di imbuto discendente. Il campo magnetico lì si intensifica molto perché è semplicemente bloccato. E la separazione spaziale di quei piccoli scarichi, degli imbuti, è ciò che stiamo vedendo ora nei dati della sonda solare".

Sulla base della presenza di alcune particelle ad altissima energia rilevate dalla Parker Solar Probe, particelle che viaggiano da 10 a 100 volte più velocemente della media del vento solare, i ricercatori hanno concluso che il vento potrebbe essere prodotto solo da questo processo, chiamato riconnessione magnetica, che avviene all'interno di queste strutture a imbuto. Finora, si riteneva che tale fenomeno non fosse l'unico all'origine del vento solare ma che le particelle cariche potessero essere scagliate verso l'esterno anche cavalcando onde di plasma caldo.

Immersi nel Sole

Quando il vento solare raggiunge la Terra, a 150 milioni di chilometri dal Sole, si è evoluto in un flusso omogeneo e turbolento di campi magnetici intrecciati con particelle cariche che interagiscono con il campo magnetico terrestre e scaricano energia elettrica nell'atmosfera superiore. Questo eccita gli atomi producendo le aurore ai poli ma, nei casi più estremi, può inondare il nostro pianeta di impulsi di radiazioni in grado di friggere le reti elettriche e la nostra tecnologia.
Parker Solar Probe è stata progettata per determinare dove questo vento turbolento viene generato e come le particelle cariche che trasporta, protoni, elettroni e ioni più pesanti, principalmente nuclei di elio, vengono accelerate per sfuggire alla gravità del Sole. Per questo la sonda è stata progettata per volare sulla nostra stella più vicino di qualsiasi altro veicolo spaziale.
"Una volta che si scende al di sotto di quell'altitudine, circa 25 o 30 raggi solari, c'è molta meno evoluzione del vento solare, ed è più strutturato: si vedono più impronte di ciò che era sul Sole", ha detto Bale.

Nel 2021, gli strumenti di Parker ha volato nell'atmosfera superiore del Sole, chiamata corona, campionando particelle e campi magnetici. I suoi strumenti hanno registrato le strutture del campo magnetico nelle onde di Alfvén che sembravano essere associate alle regioni in cui si genera il vento solare. Quando la sonda ha raggiunto circa 12 raggi solari dalla superficie della stella, era chiaro che stava attraversando getti di materiale, piuttosto che una semplice turbolenza. Bale, Drake e i loro colleghi hanno fatto risalire questi getti alle cellule di supergranulazione nella fotosfera, dove i campi magnetici si accumulano e si incanalano verso il Sole.

Il fatto che Parker abbia rilevato particelle ad altissima energia in questi getti, da decine a centinaia di chiloelettronvolt (keV), dimostra che deve essere la riconnessione magnetica che accelera le particelle e genera il Onde di Alfvén, che probabilmente danno alle particelle una spinta in più, ha detto Bale. Il team ora si aspetta di consolidare le proprie conclusioni con i prossimi dati che la sonda leggerà da altitudini ancora inferiori.