Le prime misurazioni dirette del campo magnetico nella cromosfera solare da parte di un team comprendente fisici dell'Università di Warwick hanno fornito la prima prova osservativa che enormi tornado nell'atmosfera del nostro sole sono prodotti da campi magnetici vorticosi.

Il moto rotatorio è prevalente in natura, dai vortici dei fiumi, turbolenza aereo, per resistere a tornado e cicloni. Nell'universo, troviamo rotazione nei vortici nell'atmosfera di Giove, nei dischi di accrescimento delle stelle e nelle galassie a spirale.

I movimenti costanti della superficie del sole creano tornado giganti nella cromosfera, uno strato atmosferico che prende il nome dal suo colore rosso visto durante le eclissi solari totali. I tornado hanno un diametro di qualche migliaio di chilometri, e come i loro omonimi sulla Terra, trasportano massa ed energia in alto nell'atmosfera. Sono quindi molto studiati come canali energetici per spiegare lo straordinario riscaldamento della corona solare.

L'elemento costitutivo principale dei tornado solari sono i campi magnetici aggrovigliati. Però, è notoriamente difficile misurare il campo magnetico nella cromosfera solare. Questo lavoro presenta la prima osservazione diretta del campo magnetico della cromosfera per rivelare la natura magnetica dei tornado solari.

In uno studio che sarà pubblicato nel Astronomia e astrofisica rivista, un team di collaboratori dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l'Università di Warwick e l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) hanno realizzato la prima tomografia tridimensionale dei campi magnetici spiraliformi in un tornado solare e ne hanno misurato i deboli segnali polarimetrici. Questa svolta è stata resa possibile grazie alle eccezionali misurazioni effettuate con lo strumento INAF IBIS (Interferometric Bidimensional Spectrometer) presso il telescopio solare DST nel New Mexico (U.S.).

Dr. Juie Shetye del Centro per la fusione, Spazio e astrofisica presso l'Università di Warwick saluta l'identificazione dei campi magnetici contorti in tali tornado come una svolta. Il dottor Shetye dice, "Le misurazioni dirette del campo magnetico nella cromosfera del sole sono state finora elusive e questo studio sta aprendo le porte a una nuova era della ricerca solare. Inoltre, la ricerca solare sta entrando in una nuova era delle osservazioni solari con l'apertura di telescopi di prossima generazione come il telescopio solare Daniel K. Inouye di 4 metri alle Hawaii, a cui partecipano il Regno Unito e l'Università di Warwick. Questo telescopio consentirà ai fisici solari, per risolvere i campi magnetici a livello di contea locale. Siamo all'inizio di un viaggio entusiasmante che svelerà i nuovi intrecci magnetici del sole".

I sofisticati metodi analitici del Dr. Erwin Verwichte dell'Università di Warwick sono stati usati per studiare la natura fondamentale di queste onde. Il Dr. Verwichte spiega:"Questi tornado cromosferici sono laboratori naturali per studiare la propagazione delle onde e l'energia che trasportano nella corona. Il nostro studio rivela che i modelli di fase delle onde sonore nel tornado possono imitare la rotazione e devono essere presi in considerazione durante la misurazione la forza dei tornado solari".

"Dalla loro scoperta nel 2011, le simulazioni numeriche hanno suggerito che le strutture rotanti osservate nella cromosfera solare sono traccianti di strutture magnetiche che con la loro rotazione costringono il plasma solare a spostarsi verso l'alto lungo le linee del campo magnetico attraverso forze centrifughe, "dice Mariarita Murabito, ricercatore presso Roma-INAF.

"Questo flusso di plasma può essere accelerato verso gli strati sovrastanti dell'atmosfera solare. Tuttavia, non c'erano prove osservative di questi processi. Confermare la natura magnetica dei tornado solari è un importante passo di conoscenza".

"Lo studio del trasporto e della dissipazione dell'energia nell'atmosfera solare è di fondamentale importanza per comprendere i meccanismi di riscaldamento delle regioni esterne del sole e l'accelerazione del vento solare". Ha detto Marco Stangalini (ASI) del gruppo di ricerca. "I campi magnetici che turbinano in questi vortici rappresentano le condizioni fisiche ideali per l'eccitazione delle onde magnetiche, che sono considerati uno dei principali attori nel riscaldamento della corona solare e nell'accelerazione del vento solare. È la prima volta che, grazie ai dati spettropolarimetrici IBIS ad alta risoluzione, è stata realizzata la tomografia tridimensionale dei campi magnetici in queste strutture, "dice Stangalini.

Le osservazioni eseguite con IBIS negli ultimi anni hanno avanzato la nostra conoscenza dell'atmosfera solare, in particolare della struttura e della dinamica della cromosfera, dell'evoluzione degli elementi magnetici su piccola e grande scala, e dell'eccitazione e propagazione delle onde nelle regioni magnetiche." Commenta Ilaria Ermolli (INAF). "Un team di ricercatori e tecnologi di vari Istituti e Università INAF sta lavorando per aggiornare lo strumento, in order to operate it soon to get new observations of the sun's atmosphere with the resolution required to advance our understanding of physical processes underlying the solar activity and space weather."