La fonte di particelle solari potenzialmente pericolose, rilasciato dal Sole ad alta velocità durante le tempeste nella sua atmosfera esterna, è stato individuato per la prima volta dai ricercatori della UCL e della George Mason University, Virginia, NOI.

Queste particelle sono altamente cariche e, se raggiungono l'atmosfera terrestre, può potenzialmente disturbare i satelliti e le infrastrutture elettroniche, oltre a rappresentare un rischio di radiazioni per gli astronauti e le persone negli aeroplani. Nel 1859, durante quello che è noto come l'evento di Carrington, una grande tempesta solare ha causato il fallimento dei sistemi telegrafici in Europa e in America. Con il mondo moderno così dipendente dall'infrastruttura elettronica, il potenziale di danno è molto maggiore.

Per ridurre al minimo il pericolo, gli scienziati stanno cercando di capire come vengono prodotti questi flussi di particelle in modo da poter prevedere meglio quando potrebbero influenzare la Terra.

Nel nuovo studio, pubblicato in Progressi scientifici , i ricercatori hanno analizzato la composizione delle particelle energetiche solari dirette verso la Terra, e scoprirono che avevano la stessa "impronta digitale" del plasma situato in basso nella corona solare, vicino alla regione centrale dell'atmosfera solare, la cromosfera.

Co-autore Dr. Stephanie Yardley (UCL Mullard Space Science Laboratory, MSSL) ha dichiarato:"Nel nostro studio abbiamo osservato per la prima volta esattamente da dove provengono le particelle energetiche solari sul Sole. Le nostre prove supportano le teorie secondo cui queste particelle altamente cariche provengono da plasma che è stato tenuto basso nell'atmosfera del Sole da forti campi magnetici Queste particelle energetiche, una volta rilasciato, vengono poi accelerati da eruzioni che viaggiano a una velocità di qualche migliaio di chilometri al secondo.

"Le particelle energetiche possono arrivare sulla Terra molto rapidamente, in pochi minuti ad alcune ore, con questi eventi che durano per giorni. Attualmente, possiamo solo fornire previsioni di questi eventi mentre si verificano, poiché è molto difficile prevedere questi eventi prima che si verifichino. Comprendendo meglio i processi del Sole possiamo migliorare le previsioni in modo che, quando colpisce una grande tempesta solare, abbiamo tempo per agire per ridurre i rischi".

L'autore principale, il Dr. David Brooks (George Mason University e Professore Associato Onorario presso l'UCL MSSL) ha dichiarato:"Le nostre osservazioni forniscono uno sguardo allettante sulla provenienza del materiale che produce le particelle energetiche solari in alcuni eventi dell'ultimo ciclo solare. Siamo ora inizia un nuovo ciclo solare, e una volta iniziato, useremo le stesse tecniche per vedere se i nostri risultati sono generalmente veri, o se questi eventi sono in qualche modo insoliti.

"Siamo fortunati in quanto la nostra comprensione dei meccanismi alla base delle tempeste solari e delle particelle energetiche solari probabilmente avanzerà rapidamente nei prossimi anni grazie ai dati che verranno acquisiti da due veicoli spaziali, il Solar Orbiter dell'ESA e il Parker Solar Probe della NASA, che si stanno dirigendo più vicino al Sole di quanto non sia mai stato nessun veicolo spaziale prima".

Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato misurazioni dal satellite Wind della NASA, situato tra il Sole e la Terra, analizzare una serie di flussi di particelle energetiche solari, ciascuno della durata di almeno un giorno, nel gennaio 2014. Hanno confrontato questo con i dati della spettroscopia dal veicolo spaziale Hinode guidato da JAXA. (Lo spettrometro di imaging EUV a bordo del veicolo spaziale è stato costruito da UCL MSSL e il Dr. Brooks è un membro del team operativo della missione in Giappone.)

Hanno scoperto che le particelle energetiche solari misurate dal satellite Wind avevano la stessa firma chimica - un'abbondanza di silicio rispetto allo zolfo - del plasma confinato vicino alla parte superiore della cromosfera del Sole. Queste posizioni erano ai "punti di appoggio" di anelli coronali caldi, cioè, nella parte inferiore di anelli di campo magnetico e plasma che si estendono nell'atmosfera esterna del Sole e viceversa.

Utilizzando una nuova tecnica, il team ha misurato l'intensità del campo magnetico coronale in questi punti, e ho scoperto che era molto alto, nella regione da 245 a 550 Gauss, confermando la teoria secondo cui il plasma è trattenuto nell'atmosfera del Sole da forti campi magnetici prima del suo rilascio nello spazio.

Le particelle energetiche solari vengono rilasciate dal Sole e vengono accelerate da brillamenti solari (grandi esplosioni) o espulsioni di massa coronale, espulsioni di enormi nuvole di plasma e campo magnetico. Circa 100 eventi di particelle energetiche solari si verificano ogni ciclo solare di 11 anni, anche se questo numero varia da ciclo a ciclo.

Le ultime scoperte supportano l'idea che alcune particelle energetiche solari provengano da una fonte diversa dal vento solare lento (la cui origine è ancora dibattuta), poiché sono confinati in condizioni specifiche in anelli coronali caldi al centro della regione di origine. Un vento solare più veloce è emesso continuamente dal Sole; il suo incontro con l'atmosfera terrestre può generare l'aurora boreale.

Le particelle ad alta energia rilasciate nel gennaio 2014 provenivano da una regione volatile del Sole che aveva frequenti brillamenti solari e CME, e un campo magnetico estremamente forte. La Regione, noto come 11944, era una delle più grandi regioni attive sul Sole all'epoca ed era visibile agli osservatori sulla Terra come una macchia solare, una macchia scura sulla superficie del sole.

Un forte allarme tempesta di radiazioni è stato emesso in quel momento dal NOAA / NWS Space Weather Prediction Center, ma non è noto che l'evento di particelle energetiche solari abbia causato alcuna interruzione all'interno dell'atmosfera terrestre, sebbene i sistemi informatici della stessa navicella Hinode abbiano registrato diversi colpi di particelle.

È stata effettuata una misurazione dell'intensità del campo magnetico all'interno della regione 11944 in uno studio separato poco dopo questo periodo di tempo, ed è stato uno dei più alti mai registrati nel Sole:8,2 kg.