La missione Solar Orbiter, guidata dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha diviso in 2 gruppi il flusso di particelle energetiche proiettate dal Sole nello Spazio, riconducendo ciascuno a un diverso tipo di eruzione della nostra stella. Il Sole è l’acceleratore di particelle più potente del Sistema Solare. Accelera gli elettroni fino a quasi la velocità della luce e li proietta nello Spazio, inondando il Sistema Solare con i cosiddetti ‘Solar Energetic Electrons’ (SEE). I ricercatori hanno ora utilizzato Solar Orbiter per individuare la fonte di questi elettroni energetici e tracciare ciò che vediamo nello spazio, riconducendolo a ciò che sta effettivamente accadendo sul Sole. In un articolo pubblicato su Astronomy & Astrophysics oggi 1° settembre, spiegano di aver trovato 2 tipi di SEE con storie chiaramente distinte: uno collegato a intense eruzioni solari (esplosioni da aree più piccole della superficie del Sole) e uno a eruzioni più grandi di gas caldo dall’atmosfera solare (note come ‘espulsioni di massa coronale’, o CME).
“Vediamo una chiara separazione tra eventi di particelle ‘impulsivi’, in cui questi elettroni energetici partono dalla superficie del Sole a raffiche tramite eruzioni solari, e quelli ‘graduali’, associati a CME più estese, che rilasciano una più ampia ondata di particelle per periodi di tempo più lunghi“, afferma l’autore principale Alexander Warmuth dell’Istituto Leibniz per l’Astrofisica di Potsdam (AIP), in Germania.
Un collegamento più chiaro
Sebbene gli scienziati fossero già a conoscenza dell’esistenza di 2 tipi di eventi SEE, Solar Orbiter è stato in grado di misurarne un gran numero e di osservare molto più vicino al Sole rispetto ad altre missioni, per rivelare come si formano e lasciano la superficie della nostra stella.
“Siamo stati in grado di identificare e comprendere questi due gruppi solo osservando centinaia di eventi a diverse distanze dal Sole con più strumenti, qualcosa che solo Solar Orbiter può fare“, aggiunge Warmuth. “Avvicinandoci così tanto alla nostra stella, abbiamo potuto misurare le particelle in uno stato iniziale ‘incontaminato’ e quindi determinare con precisione il momento e il luogo in cui sono iniziate sul Sole“.
Ritardi cosmici
I ricercatori hanno rilevato gli eventi SEE a diverse distanze dal Sole. Questo ha permesso loro di studiare come si comportano gli elettroni mentre viaggiano attraverso il Sistema Solare, rispondendo a una domanda irrisolta su queste particelle energetiche.
Quando individuiamo un’eruzione o una CME, c’è spesso un apparente ritardo tra ciò che vediamo accadere sul Sole e il rilascio di elettroni energetici nello Spazio. In casi estremi, le particelle sembrano impiegare ore per sfuggire. Perché?
“Si scopre che questo è almeno in parte legato al modo in cui gli elettroni viaggiano nello Spazio: potrebbe essere un ritardo nel rilascio, ma anche un ritardo nel rilevamento“, afferma la coautrice e ricercatrice ESA Laura Rodríguez-García. “Gli elettroni incontrano turbolenze, vengono dispersi in diverse direzioni, e così via, quindi non li rileviamo immediatamente. Questi effetti si accumulano man mano che ci si allontana dal Sole“.
Lo spazio tra il Sole e i pianeti del Sistema Solare non è vuoto. Un vento di particelle cariche fluisce costantemente dal Sole, trascinando con sé il campo magnetico solare. Questo riempie lo Spazio e influenza il modo in cui viaggiano gli elettroni energetici; anziché poter andare dove vogliono, sono confinati, dispersi e disturbati da questo vento e dal suo magnetismo.
Lo studio realizza un obiettivo importante di Solar Orbiter: monitorare continuamente la nostra stella e i suoi dintorni per tracciare le particelle espulse fino alle loro fonti sul Sole.
“Grazie a Solar Orbiter, stiamo conoscendo la nostra stella meglio che mai“, afferma Daniel Müller, scienziato del progetto ESA per Solar Orbiter. “Durante i suoi primi 5 anni nello Spazio, Solar Orbiter ha osservato un’abbondanza di eventi di elettroni energetici solari. Di conseguenza, siamo stati in grado di eseguire analisi dettagliate e di creare un database unico che la comunità mondiale possa esplorare“.
Mantenere la Terra al sicuro
Fondamentalmente, la scoperta è importante per la nostra comprensione del ‘meteo spaziale’, in cui previsioni accurate sono essenziali per mantenere operativi e sicuri i nostri veicoli spaziali. Uno dei 2 tipi di eventi SEE è più importante per il meteo spaziale: quello collegato alle CME, che tendono a contenere più particelle ad alta energia e quindi a minacciare danni molto maggiori. Per questo motivo, essere in grado di distinguere tra i 2 tipi di elettroni energetici è estremamente rilevante per le nostre previsioni.
“Conoscenze come questa, ottenute da Solar Orbiter, aiuteranno a proteggere altri veicoli spaziali in futuro, permettendoci di comprendere meglio le particelle energetiche del Sole che minacciano i nostri astronauti e satelliti“, aggiunge Müller. “La ricerca è un ottimo esempio del potere della collaborazione: è stata possibile solo grazie all’esperienza combinata e al lavoro di squadra di scienziati europei, squadre di strumenti provenienti da tutti gli Stati membri dell’ESA e colleghi dagli Stati Uniti“.
Guardando al futuro, la missione Vigil dell’ESA sarà pioniera di un approccio rivoluzionario, osservando per la prima volta operativamente il “lato” del Sole, sbloccando intuizioni continue sull’attività solare. Il lancio è previsto per il 2031, Vigil rileverà eventi solari potenzialmente pericolosi prima che diventino visibili dalla Terra, dandoci una conoscenza anticipata della loro velocità, direzione e probabilità di impatto.
La nostra comprensione di come il nostro pianeta risponde alle tempeste solari sarà ulteriormente indagata con il lancio della missione Smile dell’ESA l’anno prossimo. Smile studierà come la Terra resiste al “vento” incessante e alle raffiche sporadiche di particelle feroci lanciate verso di noi dal Sole, esplorando come le particelle interagiscono con il campo magnetico protettivo del nostro pianeta.
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