Rilevati per la prima volta piccoli vortici di plasma nell'immagine più dettagliata della superficie solare

Gli scienziati hanno osservato direttamente per la prima volta piccole strutture simili a vortici sulla superficie visibile del Sole, precedentemente previste solo da modelli teorici. La National Science Foundation National Solar Observatory (NSF NSO) degli Stati Uniti ha annunciato il 5 agosto che queste strutture sono state identificate in conformità con il fenomeno fisico noto come "instabilità di Kelvin-Helmholtz".

Secondo la ricerca pubblicata su Nature, le osservazioni sono state condotte con il Daniel K. Inouye Solar Telescope sull'isola di Maui, alle Hawaii. Il telescopio, dotato di uno specchio primario di 4 metri di diametro, è considerato il più grande telescopio solare al mondo e ha fornito una delle immagini della fotosfera solare a più alta risoluzione mai ottenute.

COME SI FORMANO I VORTICI?

L'instabilità di Kelvin-Helmholtz è un processo fisico fondamentale che si verifica al confine tra due fluidi che si muovono a velocità diverse. Lo scorrimento creato dalla differenza di velocità può trasformare perturbazioni inizialmente piccole in onde e vortici nel tempo. Esempi simili possono essere osservati nella formazione delle nuvole nell'atmosfera, negli oceani e nei plasmi astrofisici.

Sul Sole, il processo è più complesso a causa dell'interazione del plasma, composto da particelle cariche elettricamente, con potenti campi magnetici. Il team di ricerca ha identificato piccoli vortici che si formano e scompaiono rapidamente ai bordi delle concentrazioni di campo magnetico, insieme a sottili strisce scure chiamate "striations". La corrispondenza delle osservazioni con le simulazioni al computer e i calcoli teorici ha rafforzato il legame delle strutture con l'instabilità di Kelvin-Helmholtz.

UN NUOVO INDIZIO SUL MISTERO DELLA CORONA

La scoperta è importante anche per uno dei problemi più dibattuti della fisica solare. Mentre la superficie del Sole ha una temperatura di circa 5.500 gradi Celsius, la corona, la sua atmosfera esterna che si estende per migliaia di chilometri sopra la superficie, può raggiungere milioni di gradi in alcune regioni. Il fatto che la corona sia molto più calda nonostante l'allontanamento dalla fonte di calore è tra le domande a cui gli scienziati cercano risposta da circa un secolo.

I ricercatori ritengono che i vortici su piccola scala appena osservati possano essere uno dei meccanismi in grado di trasportare l'energia cinetica dall'atmosfera inferiore del Sole agli strati superiori. Questa energia potrebbe essere trasferita a scale più piccole, trasformandosi in calore e contribuendo al riscaldamento della corona. Tuttavia, gli esperti sottolineano che il contributo di questi vortici al trasferimento totale di energia non è ancora chiaro.

Un altro possibile contributo dello studio riguarda la comprensione dei brillamenti solari e degli eventi meteorologici spaziali. Quando l'energia accumulata nei campi magnetici del Sole viene rilasciata improvvisamente, radiazioni e plasma possono essere espulsi nello spazio; quando questo processo raggiunge la Terra, può causare tempeste geomagnetiche in grado di influenzare satelliti, comunicazioni radio, sistemi di navigazione e, in alcuni casi, le reti elettriche.

Il prossimo obiettivo del team di ricerca è sviluppare algoritmi in grado di rilevare automaticamente questi piccoli vortici nei dati ad alta risoluzione del telescopio solare Inouye. In questo modo, sarà possibile calcolare in modo più dettagliato quanto siano diffuse queste strutture, quanta energia trasportino e quanta di questa energia riesca a raggiungere l'atmosfera superiore del Sole.