Lo strato esterno estremamente caldo del Sole, la corona, ha una composizione chimica molto diversa dagli strati interni più freddi, ma la ragione di ciò ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni.

Una spiegazione è che, nello strato intermedio (la cromosfera), le onde magnetiche esercitano una forza che separa il plasma solare in diverse componenti, in modo che solo le particelle ioniche vengano trasportate nella corona, lasciando dietro di sé particelle neutre (portando così a un accumulo di elementi come ferro, silicio e magnesio nell'atmosfera esterna).

Ora, in un nuovo studio pubblicato su Il Giornale Astrofisico , ricercatori hanno combinato le osservazioni di un telescopio nel New Mexico, gli Stati Uniti, con satelliti situati vicino alla Terra per identificare un collegamento tra le onde magnetiche nella cromosfera e le aree di abbondanti particelle ionizzate nell'atmosfera calda esterna.

L'autrice principale, la dott.ssa Deborah Baker (UCL Space &Climate Physics) ha dichiarato:"Le diverse composizioni chimiche degli strati interno ed esterno del Sole sono state notate per la prima volta più di 50 anni fa. Questa scoperta ha generato quella che è una delle questioni aperte di lunga data in astrofisica.

"La differenza di composizione è sorprendente, dato che gli strati sono fisicamente collegati, e quella materia nella corona ha origine nello strato più interno, la fotosfera.

"Ora, grazie a una combinazione unica di osservazioni terrestri e spaziali dell'atmosfera solare, svolto quasi contemporaneamente, è stato possibile rilevare definitivamente le onde magnetiche nella cromosfera e collegarle a un'abbondanza di elementi della corona che non si trovano nelle regioni interne del Sole.

"Identificare i processi che modellano la corona è cruciale mentre cerchiamo di capire meglio il vento solare, un flusso di particelle cariche che fluisce verso l'esterno dal Sole, che possono interrompere e danneggiare i satelliti e le infrastrutture sulla Terra.

"Le nostre nuove scoperte ci aiuteranno ad analizzare il vento solare e a risalire da dove proviene nell'atmosfera solare".

I risultati si basano su quelli di un articolo correlato di molti degli stessi autori, pubblicato il mese scorso in Transazioni filosofiche della Royal Society , che rilevava senza ambiguità le onde magnetiche nella cromosfera, escludendo altri fattori che avrebbero potuto generare simili oscillazioni magnetiche.

L'esistenza di onde magnetiche - vibrazioni di ioni che viaggiano in una certa direzione - fu teorizzata per la prima volta nel 1942 e si pensa che siano generate da milioni di nanoflares, o mini esplosioni, che si verificano nella corona ogni secondo.

Il team di ricerca dietro il nuovo documento ha tracciato la direzione delle onde modellando una gamma di campi magnetici e ha scoperto che le onde che si riflettono nella cromosfera sembravano essere collegate magneticamente ad aree di abbondanti particelle ionizzate nella corona.

Dott. Marco Stangalini (Agenzia Spaziale Italiana e Istituto Nazionale di Astrofisica, Roma), coautore di entrambi gli articoli, ha detto:"La differenza di composizione chimica tra lo strato interno, la fotosfera, e la corona è una caratteristica non solo del nostro Sole, ma di stelle in tutto l'Universo. Così, osservando il nostro laboratorio locale, il Sole, possiamo migliorare la comprensione dell'Universo ben al di là di esso."

I due documenti hanno utilizzato osservazioni acquisite da IBIS, l'imager spettropolarimetrico ad alta risoluzione del Dunn Solar Telescope nel New Mexico, insieme alle immagini dello spettrometro di imaging EUV (EIS) sull'osservatorio solare Hinode di Giappone/Regno Unito/USA (uno strumento progettato e costruito da un team guidato dall'UCL) e ai dati del Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA.

I ricercatori affermano che i loro risultati forniscono una base per la ricerca futura utilizzando i dati del Solar Orbiter, una missione dell'Agenzia spaziale europea che acquisisce immagini ravvicinate del Sole. La missione, lanciato lo scorso febbraio, comprende gli strumenti proposti, progettato e costruito in UCL.