Figura 1:L'attività del Sole controlla il nostro ambiente spaziale. Le macchie magnetiche scure sul Sole note come macchie solari a volte rilasciano vaste tempeste magnetiche che possono paralizzare il satellite e provocare il caos con le nostre tecnologie dipendenti dallo spazio. Bhowmik e Nandy hanno utilizzato simulazioni al computer dei campi magnetici del Sole (a sinistra dell'immagine sopra) per prevedere i futuri livelli di attività delle macchie solari previsti nel prossimo decennio. La previsione sarebbe utile per pianificare i lanci di satelliti, stimare la durata delle missioni satellitari, la probabilità di danni da tempesta solare e l'influenza del Sole sul clima globale nel prossimo decennio. Credito:CESSI
L'attività del sole influenza le condizioni ambientali nello spazio influenzando negativamente i satelliti e le tecnologie spaziali come le telecomunicazioni e le reti di navigazione. Il sole è anche la principale fonte naturale di energia per il clima della Terra. Il livello di attività del sole cambia, ma prevedere questi cambiamenti è stato difficile. Ora un team di due scienziati del Center of Excellence in Space Sciences India presso IISER Kolkata ha presentato una previsione per il prossimo ciclo di macchie solari che rivela le condizioni previste nello spazio nel prossimo decennio. Il loro lavoro di ricerca appare oggi sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
Proprio come il tempo sulla Terra, c'è tempo nello spazio. Il sole irradia luce di vari colori, compresi alcuni che non possiamo percepire come i raggi UV e i raggi X. Un flusso costante di particelle cariche costituite da elettroni e protoni fuoriesce anche dal sole che permea il sistema solare. A volte il sole rilascia vaste tempeste magnetiche che sfrecciano verso la Terra a velocità sorprendenti. Queste tempeste spaziali possono paralizzare i satelliti, disattivano le reti elettriche e portano a guasti delle telecomunicazioni su vasta scala. È noto da tempo che il ciclo delle macchie solari controlla tutti questi aspetti dell'attività solare e determina la sua influenza sul nostro ambiente spaziale e sul clima. Gli astrofisici hanno tentato per decenni di escogitare metodi intelligenti per prevedere il futuro verificarsi delle macchie solari.
Le macchie solari sono circa dieci volte più grandi della Terra e hanno campi magnetici diecimila volte più forti. Queste macchie sono state osservate attraverso i telescopi fin dai tempi di Galileo e queste osservazioni mostrano che esiste un ciclo di macchie solari con alcuni cicli più forti o più deboli della media. L'attuale ciclo di macchie solari soprannominato ciclo solare 24 sta finendo ed è stato uno dei cicli più deboli in un secolo. Infatti, negli ultimi decenni, i successivi cicli di macchie solari si sono significativamente indeboliti in forza e alcuni studi precedenti basati su approcci statistici semplicistici hanno affermato che un significativo indebolimento dell'attività del sole è imminente, con conseguente perdita di cicli di macchie solari. L'ultimo episodio del genere, noto come minimo di Maunder si è verificato tra il 1645-1715 e ha coinciso con la piccola era glaciale, un periodo di lunghi inverni e raffreddamento globale. Questa associazione ha portato alla diffusa speculazione che un ciclo di macchie solari significativamente debole 25 o un'imminente scomparsa delle macchie solari per molti decenni allevierebbe il riscaldamento globale e abbasserebbe la temperatura della Terra.
Figura 2:Riproduzione riuscita di un secolo di osservazioni sull'attività delle macchie solari che hanno portato alla previsione del ciclo 25 delle macchie solari da parte del team IISER. La curva rossa rappresenta l'attività solare simulata (a partire dall'inizio del ciclo solare 17) e prevista (ciclo 25). L'insieme delle curve blu indica i cicli magnetici più forti e più deboli possibili (cioè, l'intervallo della previsione dell'ensemble). Questa previsione di Bhowmik e Nandy riportata oggi su Nature Communications indica che il ciclo di macchie solari 25 non sarebbe significativamente più debole, speculazioni focose su un raffreddamento globale del clima terrestre indotto dal sole. Credito:CESSI
Flussi complessi di ioni ed elettroni all'interno del sole producono queste macchie solari magnetiche. La loro creazione è nascosta alla nostra vista e l'unico modo per capire come si formano è attraverso modelli al computer che si basano sulla risoluzione di una serie di complicate equazioni matematiche. Combinando due diversi modelli computerizzati del sole basati su tali equazioni, uno per studiare le condizioni al suo interno dove si creano le macchie solari e l'altro per la sua superficie dove le macchie solari vengono distrutte, Dibyendu Nandi, Professore presso IISER Kolkata e associato presso IUCAA e il suo dottorato di ricerca. lo studente Prantika Bhowmik ha ideato una nuova tecnica per prevedere il prossimo ciclo di macchie solari. La loro tecnica ha avuto molto successo nell'abbinare le osservazioni dell'attività delle macchie solari negli ultimi cento anni, una novità assoluta per qualsiasi team al mondo. Il loro metodo consente anche di fare previsioni quasi un decennio prima che l'attività del prossimo ciclo delle macchie solari raggiunga il picco di forza, ancora una volta per la prima volta.
In modo cruciale, gli scienziati indiani prevedono che il prossimo ciclo di macchie solari non sarebbe insignificante. La loro previsione d'insieme suggerisce sorprendentemente che potrebbe anche essere più forte del ciclo che sta finendo. Si aspettano che il prossimo ciclo inizi a crescere tra circa un anno dopo la fine dell'attuale minimo del ciclo delle macchie solari e il picco nel 2024. Bhowmik e Nandi prevedono che le condizioni ambientali dello spazio nel prossimo decennio sarebbero simili o leggermente più dure rispetto all'ultimo decennio. Non trovano prove di un'imminente scomparsa dei cicli di macchie solari e quindi concludono che le speculazioni su un imminente raffreddamento del clima globale indotto dal sole sono molto improbabili.
Figura 3:previsione di Bhowmik e Nandy per il ciclo di macchie solari 25 rispetto all'attuale ciclo di macchie solari (24) che indica che sarebbe simile o leggermente più forte dei livelli di attività che sta appena terminando. Credito:CESSI