Verso la fine del 2017, un'enorme nuova regione di campo magnetico è eruttata sulla superficie del Sole vicino a una macchia solare esistente. La potente collisione di energia magnetica ha prodotto una serie di potenti brillamenti solari, causando turbolente condizioni meteorologiche spaziali sulla Terra. Questi furono i primi razzi ad essere catturati, nella loro progressione momento per momento, dal radiotelescopio EOVSA (Expanded Owens Valley Solar Array) recentemente aperto da NJIT.

In una ricerca pubblicata sulla rivista Scienza , gli scienziati solari che hanno registrato quelle immagini hanno individuato per la prima volta esattamente quando e dove l'esplosione ha rilasciato l'energia che ha riscaldato il plasma vomitando a energie equivalenti a 1 miliardo di gradi di temperatura.

Con i dati raccolti nello spettro delle microonde, sono stati in grado di fornire misurazioni quantitative dell'intensità del campo magnetico in evoluzione direttamente dopo l'accensione del bagliore e hanno monitorato la sua conversione in altre forme di energia:cinetica, termico e supertermico, che alimentano il viaggio esplosivo di 5 minuti del brillamento attraverso la corona.

Ad oggi, questi cambiamenti nel campo magnetico della corona durante un brillamento o un'altra eruzione su larga scala sono stati quantificati solo indirettamente, da estrapolazioni, Per esempio, del campo magnetico misurato nella fotosfera, lo strato superficiale del Sole visto in luce bianca. Queste estrapolazioni non consentono misurazioni precise delle variazioni dinamiche locali del campo magnetico nei luoghi e su scale temporali sufficientemente brevi da caratterizzare il rilascio di energia del brillamento.

"Siamo stati in grado di individuare la posizione più critica del rilascio di energia magnetica nella corona, " disse Gregory Fleishman, un distinto professore di ricerca di fisica nel Centro per la ricerca solare-terrestre del NJIT e autore dell'articolo. "Queste sono le prime immagini che catturano la microfisica di un bagliore, la catena dettagliata di processi che si verificano su piccole scale spaziali e temporali che consentono la conversione dell'energia".

Misurando la diminuzione dell'energia magnetica, e la forza simultanea del campo elettrico nella regione, sono in grado di dimostrare che le due concordi con la legge di conservazione dell'energia sono quindi in grado di quantificare l'accelerazione delle particelle che alimenta il brillamento solare, compresa l'eruzione associata e il riscaldamento del plasma.

Questi processi fondamentali sono gli stessi che si verificano nelle sorgenti astrofisiche più potenti, compresi i lampi di raggi gamma, nonché in esperimenti di laboratorio di interesse sia per la ricerca di base che per la generazione di energia pratica da fusione.

Con 13 antenne che lavorano insieme, EOVSA scatta foto a centinaia di frequenze nella gamma 1-18 GHz, compreso ottico, ultravioletto, Raggi X e lunghezze d'onda radio, entro un secondo. Questa maggiore capacità di scrutare la meccanica dei brillamenti apre nuove strade per studiare le eruzioni più potenti nel nostro sistema solare, che vengono accesi dalla riconnessione delle linee del campo magnetico sulla superficie del Sole e alimentati dall'energia immagazzinata nella sua corona.

"L'emissione di microonde è l'unico meccanismo sensibile all'ambiente del campo magnetico coronale, così l'unico, le osservazioni spettrali a microonde EOVSA ad alta cadenza sono la chiave per consentire questa scoperta di rapidi cambiamenti nel campo magnetico, " ha osservato Dale Gary, un illustre professore di fisica al NJIT, Direttore dell'EOVSA e coautore del documento. "La misurazione è possibile perché gli elettroni ad alta energia che viaggiano nel campo magnetico coronale emettono prevalentemente la loro radiazione sensibile al magnetismo nell'intervallo delle microonde".

Prima delle osservazioni di EOVSA, non c'era modo di vedere la vasta regione dello spazio su cui le particelle ad alta energia vengono accelerate e quindi diventano disponibili per un'ulteriore accelerazione dalle potenti onde d'urto guidate dall'eruzione del flare, quale, se diretto alla Terra, può distruggere veicoli spaziali e mettere in pericolo gli astronauti.

"La connessione delle particelle accelerate dal brillamento a quelle accelerate dagli shock è un pezzo importante nella nostra comprensione di quali eventi sono benigni e quali rappresentano una seria minaccia, " ha detto Gary.

Poco più di due anni dopo che l'array ampliato ha iniziato a funzionare, sta generando automaticamente immagini a microonde del Sole e le rende disponibili alla comunità scientifica su base quotidiana. Poiché l'attività solare aumenta nel corso del ciclo solare di 11 anni, saranno utilizzati per fornire i primi magnetogrammi coronali giornalieri, mappe dell'intensità del campo magnetico 1, 500 miglia sopra la superficie del Sole.