Un meccanismo precedentemente inosservato è all'opera nel plasma rotante del Sole:un'instabilità magnetica, che gli scienziati avevano pensato fosse fisicamente impossibile in queste condizioni. L'effetto potrebbe anche svolgere un ruolo cruciale nella formazione del campo magnetico del Sole, affermano i ricercatori dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), l'Università di Leeds e il Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) nella rivista Fluidi per la revisione fisica .

Proprio come un'enorme dinamo, il campo magnetico del sole è generato da correnti elettriche. Per comprendere meglio questo meccanismo di auto-rafforzamento, i ricercatori devono chiarire i processi ei flussi nel plasma solare. Diverse velocità di rotazione in diverse regioni e flussi complessi all'interno del sole si combinano per generare il campo magnetico. Nel processo, possono verificarsi effetti magnetici insoliti, come questa instabilità magnetica appena scoperta.

I ricercatori hanno coniato il termine "Super HMRI" per questo caso speciale di instabilità magnetrotazionale (MRI) osservato di recente. È un meccanismo magnetico che provoca la rotazione, fluidi elettroconduttori e gas in un campo magnetico diventano instabili. La particolarità di questo caso è che il Super HMRI richiede esattamente le stesse condizioni che prevalgono nel plasma vicino all'equatore solare, il luogo in cui gli astrofisici osservano il maggior numero di macchie solari e, così, la più grande attività magnetica del Sole. Finora, però, questa instabilità del Sole era passata completamente inosservata e non è ancora integrata nei modelli della dinamo solare.

È, ciò nonostante, noto che le instabilità magnetiche sono coinvolte in modo cruciale in molti processi nell'universo. Stelle e pianeti, Per esempio, sono generati da grandi dischi rotanti di polvere e gas. In assenza di campo magnetico, questo processo sarebbe inspiegabile. Le instabilità magnetiche causano turbolenze nei flussi all'interno dei dischi e quindi consentono alla massa di agglomerarsi in un oggetto centrale. Come un elastico, il campo magnetico collega strati vicini che ruotano a velocità diverse. Accelera le particelle lente di materia ai bordi e rallenta quelle veloci all'interno. Lì la forza centrifuga non è abbastanza forte e la materia crolla al centro. Vicino all'equatore solare si comporta esattamente al contrario. Gli strati interni si muovono più lentamente di quelli esterni. Fino ad ora, gli esperti avevano considerato questo tipo di profilo di flusso fisicamente estremamente stabile.

I ricercatori dell'HZDR, l'Università di Leeds e l'AIP hanno comunque deciso di indagare più a fondo. Nel caso di un campo magnetico circolare, avevano già calcolato che anche quando fluidi e gas ruotavano più velocemente all'esterno, potrebbe verificarsi instabilità magnetica. Però, solo in condizioni non realistiche:la velocità di rotazione dovrebbe aumentare troppo fortemente verso il bordo esterno.

Provando un altro approccio, ora hanno basato le loro indagini su un campo magnetico elicoidale. "Non avevamo grandi aspettative, ma poi abbiamo avuto una vera sorpresa, Il dottor Frank Stefani di HZDR ricorda, perché l'instabilità magnetica può già verificarsi quando la velocità tra gli strati rotanti di plasma aumenta solo leggermente, cosa che accade nella regione del Sole più vicina all'equatore.

"Questa nuova instabilità potrebbe svolgere un ruolo importante nella generazione del campo magnetico solare, "Stima Stefani. "Ma per confermarlo dobbiamo prima fare ulteriori calcoli numericamente complicati." aggiunge il Prof. Günther Rüdiger dell'AIP, "Gli astrofisici e i ricercatori sul clima sperano ancora di capire meglio il ciclo delle macchie solari. Forse il 'Super HMRI' che abbiamo trovato ora ci farà fare un passo avanti decisivo. Lo verificheremo".

Con le sue varie specializzazioni in magnetoidrodinamica e astrofisica, il team di ricerca interdisciplinare ha studiato le instabilità magnetiche, in laboratorio, su carta e con l'ausilio di sofisticate simulazioni, da più di 15 anni. Gli scienziati vogliono migliorare i modelli fisici, comprendere i campi magnetici cosmici e sviluppare batterie a metallo liquido innovative. Grazie alla stretta collaborazione, nel 2006, sono riusciti a dimostrare sperimentalmente la teoria dell'instabilità magnetorotazionale per la prima volta. Ora stanno pianificando il test per la forma speciale che hanno previsto in teoria:in un esperimento su larga scala che è attualmente in fase di realizzazione nel progetto DRESDYN a HZDR, vogliono studiare questa instabilità magnetica in laboratorio.