Quest'estate, l'umanità intraprende la sua prima missione per toccare il Sole:una navicella spaziale verrà lanciata nell'atmosfera esterna del Sole.

Di fronte a temperature di diversi milioni di gradi Fahrenheit, La sonda solare Parker della NASA, che prende il nome da Eugene Parker, il fisico dell'Università di Chicago che per primo ha predetto l'esistenza del vento solare, campionirà direttamente le particelle solari e i campi magnetici nel tentativo di risolvere alcune delle questioni più importanti che devono affrontare oggi il campo della scienza solare. Tra queste domande:qual è l'origine del vento solare e come viene accelerato a velocità fino a 1,8 milioni di miglia all'ora?

Il vento solare riempie tutto il nostro sistema solare. Quando le raffiche di vento solare arrivano sulla Terra, possono scatenare un'aurora abbagliante, ma anche esporre gli astronauti alle radiazioni, interferire con l'elettronica satellitare, e interrompere i segnali di comunicazione come GPS e onde radio. Più comprendiamo i processi fondamentali che guidano il vento solare, più possiamo mitigare alcuni di questi effetti.

Nel 1958, Parker ha sviluppato una teoria che mostra come la corona calda del Sole - ormai nota per essere di milioni di gradi Fahrenheit - sia così calda da superare la gravità del Sole. Secondo la teoria, il materiale nella corona si espande continuamente verso l'esterno in tutte le direzioni, formare un vento solare. Un anno dopo, la navicella spaziale sovietica Luna 1 ha rilevato particelle di vento solare nello spazio, e tre anni dopo, le osservazioni sono state confermate dalla navicella spaziale Mariner 2 della NASA.

Tutti quegli anni passati, Mariner 2 ha rilevato due flussi distinti di vento solare:un flusso lento che viaggia a circa 215 miglia al secondo e un flusso veloce che sfreccia nello spazio a una velocità doppia. Quindi, nel 1973, sono state identificate le origini del vento solare veloce. Le immagini a raggi X della corona scattate dallo Skylab, la prima stazione spaziale con equipaggio degli Stati Uniti, hanno rivelato che il vento veloce sputa dai fori coronali, che sono scuri, regioni relativamente fredde sul Sole.

"Il lento vento solare è, in molti aspetti, un mistero più grande, " disse Jim Klimchuk, fisico solare presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Offre grandi promesse per rivelare una nuova comprensione fondamentale".

Le origini ei meccanismi di accelerazione del vento solare lento rimangono misteriosi. Si tratta di un feroce dibattito decennale tra scienziati.

Ma non siamo senza indizi. La missione Ulisse della NASA, lanciato nel 1990 per volare intorno ai poli del Sole, osservato che durante i periodi di minima attività solare, il lento vento solare è confinato all'equatore del Sole, proprio dove volerà Parker Solar Probe. Mentre il ciclo solare progredisce verso il suo massimo, la struttura del vento solare cambia da due regimi distinti, veloce ai poli e lento all'equatore, a un regime misto, flusso disomogeneo.

Il dibattito sulle origini del vento solare lento si impernia su una distinzione tra ciò che è noto come corona chiusa e aperta. La corona chiusa si riferisce alle regioni del Sole in cui le sue linee di campo magnetico sono chiuse, cioè collegato alla superficie solare ad entrambe le estremità. Stelle filanti luminose del casco:grandi anelli che si formano su regioni magneticamente attive, a forma di elmo a punta di un cavaliere, ne sono un esempio. Il plasma, o gas ionizzato, viaggiare lungo gli anelli chiusi di un casco streamer è per la maggior parte confinato nell'area vicino al Sole.

La corona aperta, d'altra parte, si riferisce alle regioni in cui le linee del campo magnetico si ancorano al Sole solo da un'estremità, allungandosi nello spazio dall'altro, creando così un'autostrada per la fuga di materiale solare nello spazio. I buchi coronali, le regioni più fredde alla fonte del vento solare veloce, sono l'habitat delle linee di campo aperto.

Quando il lento vento solare lascia la corona solare, scorre anche su linee di campo magnetico aperte, perché è l'unico modo per allontanarsi così tanto dal sole. Ma le teorie differiscono sul fatto che sia iniziato lì, o è invece nato su linee di campo chiuso solo per passare a linee di campo aperto da qualche parte lungo la strada.

La teoria del fattore di espansione, Per esempio, sostiene che il vento solare lento ha origine su linee di campo aperto, proprio come il vento veloce. La sua (relativamente) bassa velocità deriva dal percorso di espansione che intraprende per uscire dalla corona, mentre le linee del campo magnetico costeggiano i bordi delle stelle filanti del casco. Proprio come l'acqua che scorre attraverso un tubo rallenta fino a diventare un filo mentre il tubo si espande, il plasma che viaggia lungo questi percorsi magnetici in espansione rallenta, formando il vento lento.

Altre teorie affermano che il vento solare lento ha origine su linee di campo chiuso e successivamente passa a linee di campo aperto. Di conseguenza, il vento lento si forma quando le linee di campo aperto dai fori coronali si scontrano con le linee di campo chiuso ai bordi delle stelle filanti del casco, ricablandosi in modo esplosivo in un evento chiamato riconnessione magnetica. Come un treno che cambia binario dopo che l'operatore aziona un interruttore, il plasma precedentemente sulle linee di campo chiuso dello streamer si trova improvvisamente su una linea di campo aperto, dove può fuggire nello spazio.

L'idea che il plasma del vento solare lento fosse una volta su linee di campo chiuse è supportata dall'evidenza che una volta ha affrontato i tipi di riscaldamento estremo che sappiamo accade lì.

"Non si tratta della temperatura del plasma quando la misuriamo; si tratta della storia della temperatura di quel plasma, " disse Aleida Higginson, uno scienziato ricercatore dell'Università del Michigan che lavora a Goddard. "Possiamo dire che il vento solare lento era molto più caldo in passato". Inoltre, il particolare mix di elementi che compongono il lento vento solare si abbina bene con quelli visti nella corona chiusa, ma non con il plasma che sappiamo è sempre stato su linee di campo aperto.

Gli attuali sforzi per testare queste teorie da parte di veicoli spaziali vicino alla Terra sono ostacolati dalla grande distanza tra le loro misurazioni e le origini del vento solare (molto possono succedere in 93 milioni di miglia). La chiave è avvicinarsi, rintracciare il vento solare alla sua fonte e Parker Solar Probe farà proprio questo.

"Se possiamo misurare il vento solare lento, e scopri che proviene dal confine tra campi magnetici aperti e chiusi, quindi ciò supporta l'idea che la riconnessione magnetica dia origine al lento vento solare, " disse Klimchuk.

Gli strumenti di Parker Solar Probe raccoglieranno prove a valle della riconnessione magnetica, un segno rivelatore che è in gioco la teoria del campo chiuso-campo aperto. Tipi specifici di riconnessione attorcigliano il campo magnetico risultante in modi diversi, e gli strumenti di Parker misureranno presto i colpi di scena in questi campi, prima che abbiano avuto molto tempo per essere distorti. Inoltre, immagini ravvicinate del nascente vento solare ci diranno come si evolvono le strutture coronali mentre si propagano verso l'esterno. Questo ci aiuterà a rispondere a una domanda di vecchia data se il vento solare è un flusso continuo o intermittente.

Per gli scienziati che desiderano dati per testare le loro teorie, misurazioni accurate dei campi magnetici della corona solare saranno preziose. "Ecco perché la missione di Parker è così importante, "Ha detto Higginson. "Tutto risale alla comprensione della struttura magnetica dettagliata del Sole".