La missione Solar Orbiter, guidata dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) con la partecipazione della NASA, ha identificato per la prima volta in modo netto due diverse origini per gli elettroni solari ad alta energia (SEE, Solar Energetic Electrons). Questi elettroni, che possono raggiungere velocità prossime a quella della luce, vengono emessi dal Sole e si propagano nello spazio interplanetario, rappresentando una componente rilevante dello space weather.
I ricercatori hanno analizzato oltre 300 eventi osservati da Solar Orbiter tra novembre 2020 e dicembre 2022, grazie all’impiego simultaneo di otto strumenti scientifici a bordo. Per ogni evento, è stato possibile determinare il momento e la regione d’origine sulla superficie solare, ottenendo una correlazione diretta tra il tipo di particelle misurate e il fenomeno fisico che le ha generate.
Le particelle emesse nei cosiddetti eventi “impulsivi” risultano collegate a brillamenti solari localizzati (flare), ovvero esplosioni che avvengono in piccole regioni della fotosfera solare. Al contrario, gli eventi “graduali” sono associati alle espulsioni di massa coronale (CME), fenomeni su larga scala che coinvolgono l’espulsione di plasma dalla corona solare.
Questa distinzione, nota teoricamente da tempo, non era mai stata osservata in modo così chiaro. Solar Orbiter ha permesso per la prima volta di rilevare in situ gli elettroni nei primi stadi del loro percorso, prima che venissero significativamente alterati dalle turbolenze del vento solare.
Un nuovo catalogo per lo studio delle particelle solari
La capacità di Solar Orbiter di avvicinarsi al Sole, mantenendo un osservatorio completo di quanto accade sia sulla stella sia nello spazio interplanetario, ha permesso di ottenere una serie di dati senza precedenti.
Durante il periodo di osservazione, la sonda ha rilevato centinaia di fasci di elettroni energetici, misurandoli tramite l’Energetic Particle Detector, mentre altri strumenti ne osservavano l’origine sulla superficie solare.
Le osservazioni hanno mostrato che il ritardo spesso osservato tra un evento solare (flare o CME) e la rilevazione degli elettroni associati non è sempre causato da un rilascio tardivo, ma anche da effetti di propagazione. Gli elettroni, viaggiando attraverso il plasma solare e il campo magnetico eliosferico, possono subire dispersione, deviazioni e ritardi, specialmente a distanze maggiori dal Sole. Questi processi rendono complesso il tracciamento retrospettivo delle particelle fino alla loro origine.
L’importanza di questi risultati per lo space weather
La distinzione tra eventi impulsivi e graduali ha importanti ricadute operative. Le CME, associate agli eventi graduali, sono in genere responsabili del trasporto di una quantità maggiore di particelle energetiche, potenzialmente più dannose per i satelliti, le missioni con equipaggio e le infrastrutture spaziali. Comprendere con precisione le caratteristiche di ciascun tipo di evento permette di migliorare le previsioni del meteo spaziale e ridurre i rischi legati all’ambiente solare.
Lo studio rappresenta un importante passo avanti per una delle finalità principali della missione Solar Orbiter: comprendere i meccanismi di accelerazione e trasporto delle particelle solari. I risultati saranno raccolti in un catalogo pubblico che, con il progredire della missione, diventerà uno strumento fondamentale per la comunità scientifica impegnata nello studio del Sole e dei suoi effetti sull’eliosfera.
Guardando al futuro, due missioni dell’ESA permetteranno di approfondire ulteriormente la comprensione dei fenomeni legati alle particelle energetiche solari. La missione Vigil, con lancio previsto nel 2031, osserverà per la prima volta in modo operativo il lato del Sole non visibile dalla Terra, fornendo un monitoraggio continuo dell’attività solare. Questo permetterà di rilevare con anticipo eventi potenzialmente pericolosi, come le CME, e di stimarne velocità, direzione e probabilità di impatto con maggiore precisione.
La missione SMILE, in partenza nel 2026 e in collaborazione con la Cina, si concentrerà invece sull’interazione tra il vento solare e il campo magnetico terrestre, studiando come il nostro pianeta reagisce a flussi costanti e improvvisi di particelle solari ad alta energia. Insieme, queste missioni offriranno una visione complementare della propagazione delle particelle solari e dei loro effetti nell’ambiente attorno alla Terra.
