Niente sembra più familiare del sole nel cielo. Ma misteriosi vortici, getti, e lampi di luce potente che gli scienziati non possono spiegare si verificano continuamente nell'atmosfera esterna del sole. Ora, i ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) hanno approfondito questi fenomeni sconcertanti.

Utilizzando potenti computer per simulare l'atmosfera solare, o corona, i ricercatori hanno scoperto che i vortici e i lampi di luce a raggi X, insieme noti come getti coronali, potrebbe essere causato da globi di plasma che emergono dal sole in forme di palla che assomigliano a forme magnetiche note come sferomacchi. "Questa ricerca conferma le intuizioni del fisico PPPL Masaaki Yamada, chi per primo ebbe l'idea, " disse Joshua Latham, primo autore dell'articolo che riporta i risultati in Fisica dei Plasmi .

Latham ha completato la ricerca come parte della sua tesi di laurea per il dipartimento di fisica mentre era studente universitario alla Princeton University. Attualmente è uno studente di dottorato nel dipartimento di ingegneria nucleare e scienze radiologiche dell'Università del Michigan.

Grandi getti coronali, sebbene originato a 93 milioni di miglia di distanza sul sole, può influenzarci qui sulla Terra. I getti possono contribuire all'emissione di particelle note come vento solare che possono colpire l'atmosfera esterna del nostro pianeta e interferire con i satelliti per le comunicazioni e le reti elettriche. getti più piccoli, che sono studiati al PPPL, contribuiscono anche al vento solare, e insieme a esplosioni di luce a raggi X può aiutare a riscaldare la corona. Qualsiasi intuizione su come si formano i getti potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere il loro verificarsi e preparare la Terra per il loro impatto.

Le simulazioni indicano che una struttura magnetica a forma di cupola si forma sulla superficie del sole prima dei getti coronali. Quindi, le linee del campo magnetico nella parte inferiore della struttura si staccano dalla superficie solare in un processo noto come riconnessione magnetica, la rottura e la violenta riconnessione dei campi magnetici che si verificano in tutto l'universo.

Ora la cupola inizia a inclinarsi. Mentre lo fa, le linee superiori del campo magnetico toccano le linee circostanti e creano un altro giro di riconnessione. Il plasma all'interno della cupola quindi accelera e rilascia l'energia magnetica immagazzinata. "In sostanza, questi risultati mostrano i processi fisici che dovrebbero verificarsi per produrre i lampi di luce a raggi X, "Ha detto Latham.

"Simulazioni passate hanno suggerito che i getti coronali derivano dalla riconnessione, ma nessuno era sicuro di come sarebbe stata la configurazione magnetica all'inizio del processo, " ha detto. "Questi risultati indicano che uno sferomak potrebbe essere la struttura originaria, e il fatto che sia inclinato innesca la riconnessione."

Per uno scienziato che studia il plasma, il quarto stato della materia composto da gas surriscaldato che conduce elettricità, il sole è un soggetto naturale. "Studiamo il plasma qui al PPPL, e le stelle sono fatte di plasma, " ha detto il fisico PPPL Elena Belova, che ha modificato il codice del computer che ha prodotto la simulazione e insieme a Yamada ha supervisionato il progetto di Latham. "E se vuoi studiare il plasma e le stelle, avrebbe senso studiare la stella accanto a noi, " lei disse.

I fisici hanno anche testato gli sferomachi come un possibile modo per sfruttare sulla Terra l'energia di fusione che alimenta il sole e le stelle. Fusion combina elementi leggeri sotto forma di plasma per generare enormi quantità di energia. Gli scienziati stanno cercando di replicare la fusione per una fornitura virtualmente inesauribile di energia per generare elettricità.

Yamada e colleghi utilizzeranno ora un dispositivo PPPL noto come esperimento di riconnessione magnetica (MRX) per testare l'idea dello sferomaco in laboratorio. Il finanziamento di quel lavoro è una sovvenzione della National Aeronautics and Space Administration (NASA).