Come getti d’acqua che escono da un soffione, il vento solare esce dalla corona della nostra stella in un’esplosione di particelle cariche. Lo ha osservato direttamente la sonda Parker Solar Probe della NASA, che di recente è transitata abbastanza vicino al Sole da rivelare la struttura fine del vento solare vicino al punto in cui si genera, sulla fotosfera.

Un team di ricerca guidato da Stuart D. Bale, professore di fisica all’Università della California, Berkeley, e da James Drake dell’Università del Maryland-College Park, spiega in un nuovo studio che la sonda ha rilevato dei veri e propri flussi di particelle ad alta energia. Essi corrisponderebbero a dei getti di materiale all’interno dei buchi coronali, generati da uno specifico processo in atto nelle celle solari. I risultati confermano per la prima volta la fonte del vento solare “veloce”.

Come e dove si origina il vento solare?

I buchi coronali sono aree in cui le linee di campo magnetico emergono dalla superficie del Sole e si estendono nello spazio. Durante i periodi di quiete solare, questi buchi si trovano generalmente ai poli, e il vento solare ad alta velocità che generano non raggiunge la Terra. Tuttavia, durante l’attività solare, che si verifica ogni 11 anni, i buchi coronali si formano su tutta la superficie del Sole, inviando raffiche di vento solare direttamente verso il nostro pianeta.

Secondo i risultati dell’analisi condotta dal team, i buchi coronali si comportano come dei soffioni, con getti separati che emergono da punti luminosi, detti supergranulazioni, in cui le linee del campo magnetico penetrano e fuoriescono dalla superficie del Sole. Quando i campi magnetici si incrociano all’interno di questa sorta di “imbuti”, che possono estendersi fino a 30.000 chilometri, i campi si rompono e si ricollegano, causando l’emissione di particelle cariche dal Sole.

In questo processo, detto di riconnessione magnetica, il campo magnetico si intensifica. Sulla base delle particelle ad altissima energia rilevate dalla sonda, i ricercatori hanno concluso che il vento solare “veloce” può essere generato solo tramite la riconnessione magnetica.

I risultati della Parker Solar Probe

Quando il vento solare raggiunge la Terra, a 93 milioni di chilometri dal Sole, si è ormai trasformato in un flusso omogeneo e turbolento di campi magnetici in agitazione. Essi, intrecciati con particelle cariche, interagiscono con il campo magnetico terrestre e scaricano energia elettrica nell’atmosfera superiore. Questo eccita gli atomi, producendo aurore colorate ai poli, ma ha effetti che si propagano fino all’atmosfera terrestre.

Prevedere i venti più intensi e le loro conseguenze vicino alla Terra è una delle missioni del programma Living With a Star della NASA, che ha finanziato la Parker Solar Probe. La sonda è stata progettata proprio per studiare il vento solare vicino alla superficie del Sole. E comprendere come le particelle cariche  vengano accelerate per sfuggire alla gravità.

I dati della missione avevano già indicato la presenza di getti di materiale, anziché semplice turbolenza. Questi getti erano anche già stati attribuiti alle celle di supergranulazione presenti nella fotosfera, ma la loro accelerazione poteva essere causata:

• Dalla riconnessione magnetica, che spinge le particelle verso l’esterno.
• Dalle onde di plasma caldo, che si propagano dal Sole.

Ora la Parker Solar Probe, che ha visto direttamente i getti di vento solare, ha permesso agli scienziati di confermare che è la riconnessione magnetica ad accelerare le particelle. La sonda non sarà in grado di avvicinarsi al Sole più di 8,8 raggi solari dalla superficie (circa 4 milioni di chilometri) senza bruciare. Tuttavia, i ricercatori sono fiduciosi di poter consolidare queste e altre conclusioni sul vento solare anche da quell’altitudine.

Lo studio, pubblicato su Nature, è reperibile qui.