Come è noto, la corona solare, cioè la parte più esterna dell'atmosfera del Sole, può essere fino a 200 volte più calda della sua superficie, nonostante sia più lontana dalla fonte di calore, il nucleo della stella. Questa caratteristica, che apparentemente sfida la fisica, ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni. Eppure, è molto rilevante perché consente alla zuppa calda di particelle cariche del Sole, il plasma, di muoversi abbastanza velocemente da sfuggire all'attrazione gravitazionale della stella e riversarsi nello spazio come vento solare. Ma la sonda della NASA Parker è in grado di volare attraverso la corona, restituendo dati senza precedenti.

Parker è dotata di una serie di strumenti per misurare direttamente la densità, la temperatura e il flusso del plasma della corona, progettati da Justin Kasper, professore di climatologia e scienze spaziali e ingegneria presso l'Università del Michigan.


I tornanti

Quando si è avvicinato per la prima volta al Sole, Parker ha rilevato centinaia di curve a forma di S nel suo campo magnetico, chiamate "tornanti" per via di come invertono brevemente la direzione del campo magnetico, insieme a migliaia di curve più superficiali. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che, queste caratteristiche fossero potenziali fonti di calore e quindi, una possibile spiegazione per il problema della corona. La loro curva, infatti, immagazzina molta energia magnetica, che potrebbe essere rilasciata nel plasma circostante mentre i tornanti si muovono verso lo spazio e si distendono.

"Quell'energia deve andare da qualche parte e potrebbe contribuire a riscaldare la corona e ad accelerare il vento solare", ha affermato Mojtaba Akhavan-Tafti, ricercatore assistente di climatologia e scienze spaziali e ingegneria presso l'Università del Michigan, autore dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. Ma per riscaldare la corona, i tornanti devono attraversarla. Quindi, scoprire dove si formano è fondamentale per comprendere il loro grado di influenza.

Non nascono sulla superficie del Sole

Dopo aver esaminato attentamente i dati delle prime 14 orbite della sonda Parker attorno al Sole, il team di questa nuova ricerca ha scoperto che mentre le curve a forma di S sono comuni nel vento solare vicino alla stella, sono assenti all'interno della corona.

Gli scienziati non riescono ancora a mettersi d'accordo su cosa causi i tornanti. Alcuni pensano che il campo magnetico sia piegato dalla turbolenza nel vento solare oltre la corona. Altri pensano che i tornanti inizino il loro viaggio sulla superficie del Sole, quando le linee e gli anelli del campo magnetico in movimento si scontrano in modo esplosivo e si combinano in forme piegate. Ma i risultati dello studio escludono quest'ultima ipotesi. Se i tornanti si fossero formati dalla collisione di campi magnetici sulla superficie del Sole, dovrebbero essere ancora più comuni all'interno della corona. Tuttavia, Akhavan-Tafti pensa che le collisioni magnetiche potrebbero ancora svolgere un ruolo indiretto nelle origini dei tornanti e nel riscaldamento della corona.

"La nostra teoria potrebbe colmare il divario tra le due scuole di pensiero sui meccanismi di generazione dei tornanti a forma di S", ha affermato Akhavan-Tafti. "Sebbene si formino all'esterno della corona, potrebbe esserci un meccanismo di innesco all'interno della corona che causa la formazione di tornanti nel vento solare".

Quando i campi magnetici si scontrano sulla superficie del Sole, vibrano come corde di chitarra pizzicate e inviano onde lungo i campi magnetici nello spazio. Allo stesso tempo, l'energia delle collisioni crea flussi di plasma molto rapidi nel vento solare.

Akhavan-Tafti pensa che il plasma veloce distorca le onde magnetiche in tornanti nel vento solare. Se alcune di queste onde si dissipa all'interno dell'atmosfera solare prima di trasformarsi in tornante, potrebbero svolgere anche un ruolo nel riscaldamento della corona.

"I meccanismi che causano la formazione di tornanti e i tornanti stessi potrebbero riscaldare sia la corona che il vento solare", ha affermato.

Tuttavia, al momento non ci sono ancora dati sufficienti.
"I prossimi viaggi della Parker Solar Probe nel Sole, già a partire dal 24 dicembre 2024, raccoglieranno più dati ancora più vicino al Sole. Utilizzeremo i dati per testare ulteriormente la nostra ipotesi", ha affermato Akhavan-Tafti.