Si tratta di un fenomeno che coinvolge anche i pianeti giganti del nostro Sistema Solare, come Giove e Saturno e, in generale, i corpi che hanno una massa in gran parte gassosa. La rotazione differenziale implica che se potessimo fermarci sull'equatore della nostra stella, impiegheremmo circa 24 giorni terrestri per compiere una rotazione completa ma, se fossimo vicino ai poli ce ne vorrebbero 34 per tornare al punto di partenza. Le osservazioni eliosismologiche rivelano che il fenomeno non è limitato all’alta atmosfera ma si estende per circa 200.000 chilometri, attraverso l’intera zona di convezione solare.

Ora, un team guidato dal fisico solare Yuto Bekki del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) ha scoperto che la rotazione differenziale sembra essere frenata dalle oscillazioni a lungo termine delle onde sonore nella zona di convezione, le quali possono essere rilevate sulla superficie come movimenti vorticosi attorno ai poli.

La ricerca è stata pubblicata su Science Advances.


Musica solare

Il Sole "ronza" costantemente. La superficie visibile della stella, chiamata fotosfera, è animata da milioni modalità di oscillazione acustica che si alzano e si abbassano in periodi di circa cinque minuti.
Conosciamo queste varianti da tempo ma solo pochi anni fa un team di ricercatori guidati dal direttore dell'MPS Laurent Gizon ha scoperto un nuovo tipo di oscillazione acustica globale, con un periodo molto più lungo, di 27 giorni. E queste gigantesche onde sonore che si propagano attraverso il Sole sembravano collegate, in qualche modo, alla rotazione differenziale solare. Dopo un’indagine più approfondita, Bekki e colleghi hanno scoperto che la relazione va in entrambe le direzioni: le oscillazione a lungo termine si basano sulla rotazione differenziale e la rotazione differenziale è ridotta dalle gigantesche onde sonore.

Per studiare il nesso tra i due fenomeni, il team ha condotto simulazioni numeriche tridimensionali, esplorando gli effetti delle oscillazioni.
I risultati hanno mostrato che i modi di oscillazione alle alte latitudini hanno un profondo effetto sul comportamento del Sole trasportando il calore dai poli alla regione equatoriale. Poiché i poli sono più caldi dell’equatore, questo trasporto di calore limita la differenza di temperatura tra le due regioni latitudinali. Il contrasto tra i poli e l'equatore non può superare i 7 gradi Celsius. Sebbene questa differenza sia minima quando si parla di una sfera di plasma caldo che ruota a migliaia di gradi, diventa rilevante per controllare la rotazione differenziale.

"Questa piccolissima differenza di temperatura tra i poli e l'equatore controlla l'equilibrio del momento angolare nel Sole e quindi è un importante meccanismo di feedback per la dinamica globale del Sole", spiega Gizon. E forse le stesse dinamiche sono in gioco anche su altre stelle.