Con l'aiuto di alcune onde mostruose Questa vista del sole del Solar Dynamics Observatory della NASA mette in evidenza la corona solare magnetica e un potente bagliore solare che erutta sull'arto. NASA/SDO

Il sole è un ambiente cosmico estremo in cui i gas surriscaldati bruciano e le eruzioni solari esplodono con l'energia di milioni di testate nucleari. Recentemente, gli astronomi hanno scoperto le onde di Rossby che si increspano attraverso questo ambiente infernale. Queste onde planetarie furono identificate per la prima volta nell'atmosfera temperata della Terra nel 1939, e sono immensi:pensa a una scala globale piuttosto che a una spiaggia.

Cosa c'è di più, la scoperta delle onde di Rossby nella corona solare alla fine potrebbe aiutarci a prevedere quando la prossima grande tempesta solare si abbatterà su di noi. Gli astronomi hanno pubblicato le loro scoperte su Nature Astronomy il 27 marzo, 2017.

Prima di entrare nelle onde di Rossby, ecco un piccolo retroscena: la Terra e il sole hanno una relazione complessa e spesso violenta. La nostra stella più vicina pompa continuamente enormi quantità di caldo, gas ionizzato (chiamato plasma) nello spazio come il vento solare, e tutti i pianeti del sistema solare risentono degli impatti di questo flusso costante. Un bell'effetto è l'interazione tra le particelle del vento solare e l'atmosfera superiore della Terra:gli ioni piovono ad alte latitudini, creando aurore spesso spettacolari, comunemente noto come l'aurora boreale e australe.

Ma eventi esplosivi, come i brillamenti solari e le espulsioni di massa coronale - fondamentalmente enormi bolle di materiale magnetizzato, plasma surriscaldato - può avere impatti drammatici e spesso imprevedibili sulla magnetosfera del nostro pianeta (il campo magnetico globale) quando viene colpita. Questi effetti sono noti collettivamente come "tempo spaziale". All'estremo estremo della scala, le tempeste solari possono provocare il caos, uccidendo i satelliti, mettendo fuori gioco le comunicazioni globali e persino sovraccaricando le reti elettriche.

Non c'è da stupirsi quindi che gli astronomi solari abbiano studiato il nostro sole in modo più dettagliato che mai per prevedere cosa il nostro sole potrebbe lanciarci contro e aiutarci a prepararci per il tempo spaziale inclemente, proprio come un meteorologo ci avvertirebbe di un uragano in arrivo.

Una vista solare senza precedenti

La rilevazione di queste onde sul sole non è stata una sorpresa per il fisico solare Scott McIntosh, che lavora presso il Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica (NCAR) a Boulder, Colorado, ed è l'autore principale dello studio.

"Dopo tutto è una grande palla rotante, " lui spiega, riferendosi al fatto che le onde di Rossby si formano naturalmente dalla forza di Coriolis che agisce su grandi sfere rotanti di fluido, come l'atmosfera terrestre e gli oceani. Influenzano potentemente i nostri sistemi climatici e meteorologici, e sono associati a correnti a getto d'alta quota e regioni di pressione. Le onde di Rossby sono state persino avvistate su Marte e Venere. Al sole, però, queste onde non sono guidate dai sistemi di pressione atmosferica ma piuttosto dall'attività magnetica, un'attività che è un driver del tempo spaziale.

La nostra visione del sole è stata per molto tempo una visione decisamente rivolta verso la Terra, ma con l'aggiunta di STEREO abbiamo per la prima volta, un'intera vista del sole. Questo è fondamentale se vogliamo capire veramente il funzionamento dei campi magnetici del sole, i driver di space weather.C. Alex giovane, Fisico solare, Goddard Space Flight Center della NASA

Fino ad ora, tracciare onde di questa scala sul sole è stato molto difficile, così il team di McIntosh si è rivolto ai dati osservativi del gemello NASA Solar and Terrestrial Relations Observatory (STEREO) e del Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA. Questi dati hanno fornito al team di McIntosh una visione a 360 gradi intorno al sole per tracciare i movimenti dei "punti luminosi" coronali da tutti i lati contemporaneamente. Quei punti luminosi Il team di McIntosh si è concentrato sul pepare l'intera corona solare e sono legati a piccole regioni magnetiche nella bassa atmosfera del sole.

Quando McIntosh e il suo team hanno analizzato i dati dal 2010 al 2013 da STEREO e SDO, effettuare misurazioni simultanee da tutti i lati del sole, vaste pulsazioni simili a onde sono state tracciate nella bassa atmosfera del sole per molti mesi. Gruppi di punti luminosi si stavano muovendo verso ovest più velocemente del materiale sottostante; comportamento tipico delle onde di Rossby.

Trigger meteorologici spaziali

OK, quindi ora che siamo sicuri che onde simili a Rossby si increspano intorno al sole, come possiamo usarli?

"Sappiamo che grandi razzi e CME si raggruppano in longitudine, latitudine e tempo - il loro raggruppamento è strettamente legato ai picchi nell'emergenza del flusso [magnetico] - quei picchi hanno probabilmente a che fare con il fatto che la maggior parte del magnetismo emerge dove c'è già un forte magnetismo, " aggiunge. "Quindi, se sai dov'è il campo, e dove è più probabile che esploda, puoi ottenere una buona base per... dove è più probabile che si verifichino eruzioni."

Il sole subisce un ciclo di circa 22 anni, crescente e calante nell'attività magnetica, dal "minimo solare" (quando il numero di macchie solari e l'attività di flaring è basso) al "massimo solare" (quando il numero di macchie solari raggiunge il suo picco e l'attività di flaring è alto) e poi di nuovo al minimo solare. I punti luminosi si increspano attraverso la corona durante questo ciclo e sono, interessante, più abbondante durante il minimo solare. Poiché queste caratteristiche sono intimamente legate alla dinamo magnetica interna del sole e al suo ciclo naturale, questo studio collega l'attività magnetica interna con l'attività sulla superficie, potenzialmente la chiave per perfezionare le previsioni meteorologiche spaziali.

"La nostra visione del sole è stata decisamente rivolta verso la Terra per molto tempo, ma con l'aggiunta di STEREO abbiamo per la prima volta, tutta la vista del sole, " fisico solare C. Alex Young, al Goddard Space Flight Center della NASA, dice HowStuffWorks.

"Questo è fondamentale se vogliamo capire veramente il funzionamento dei campi magnetici del sole, i driver del tempo spaziale."

McIntosh è d'accordo, sottolineando che continua, Le viste a 360 gradi del sole sono essenziali:"Dobbiamo fare questo, effettuare le misurazioni del campo magnetico TUTTO il tempo per anticipare il "problema del tempo spaziale"."

Sfortunatamente, La NASA ha perso il contatto con uno dei veicoli spaziali STEREO nel 2014. Sebbene le comunicazioni limitate con la sonda siano state recentemente ristabilite, la sua vita utile è probabilmente finita. Indipendentemente, la conferma di queste onde mostruose che si snodano attraverso la corona sottolinea la necessità di un monitoraggio continuo del sole se vogliamo diventare davvero accurati meteorologi solari.

Ora sono un sacco di soldi

Se dovesse accadere il peggio, e una storica espulsione di massa coronale ci coglie di sorpresa, alcune stime suggeriscono che il danno risultante potrebbe costare all'economia degli Stati Uniti 42 miliardi di dollari al giorno .