La missione Solar Orbiter dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha osservato per la prima volta in dettaglio come piccoli disturbi magnetici nella corona solare possano innescare un brillante e potente brillamento solare, attraverso un effetto a catena simile a una valanga.
Durante un passaggio ravvicinato al Sole il 30 settembre 2024, la sonda ha monitorato un grande brillamento solare di classe M7.7 mentre si formava, utilizzando contemporaneamente quattro diversi strumenti per fornire immagini e misure ad alta risoluzione della dinamica magnetica e della plasma circostante.
I dati raccolti mostrano che un sistema di filamenti magnetici intrecciati nell’atmosfera solare è diventato instabile: nuove linee di campo sono emerse, si sono attorcigliate e si sono riconnesse tra loro. Questo processo, che è paragonabile a una valanga innescata da piccoli smottamenti di neve, ha portato alla rottura e alla riconnessione di molteplici strutture magnetiche in rapida successione, liberando grandi quantità di energia in pochi minuti e dando origine al brillamento principale.
Durante questo fenomeno, sono state osservate vere e proprie “piogge” di plasma ad altissima energia che continuano a cadere verso la corona anche dopo il picco del brillamento. Gli strumenti di Solar Orbiter hanno anche registrato l’accelerazione delle particelle fino a velocità enormi, equivalenti a una frazione significativa della velocità della luce.
Un meccanismo a valanga
Solar Orbiter ha osservato con un dettaglio mai raggiunto prima come si sviluppa un processo chiamato riconnessione magnetica, il motore alla base dei brillamenti solari. Questo fenomeno avviene quando linee di campo magnetico di direzioni opposte si avvicinano, si rompono e si ricollegano in nuove configurazioni. Durante questo processo, l’energia accumulata nei campi magnetici viene liberata rapidamente, riscaldando il plasma circostante e accelerando particelle.
Nel caso osservato il 30 settembre 2024, circa 40 minuti prima del picco del brillamento, nella corona solare era visibile una struttura fatta di filamenti magnetici contorti. Mentre Solar Orbiter osservava la zona, nuove linee di campo magnetico continuavano a formarsi e ad aggrovigliarsi tra loro, creando una configurazione instabile. A un certo punto, alcune di queste linee hanno iniziato a riconnettersi in punti localizzati. Ogni piccola riconnessione ha innescato altre riconnessioni nelle aree vicine, come se si stesse propagando una valanga. In pochi minuti, questo effetto a catena ha rilasciato una quantità enorme di energia, dando origine al brillamento principale. Di seguito, un video esplicativo. Credits: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team
Le immagini ottenute nell’ultravioletto mostrano chiaramente le aree coinvolte, che diventavano sempre più luminose con l’aumentare delle riconnessioni. Dopo il picco dell’esplosione, intorno alle 23:47 UT, le linee magnetiche hanno iniziato lentamente a rilassarsi, tornando a una configurazione meno tesa. Anche questo è stato visibile nei dati, che mostrano il graduale raffreddamento del plasma e la riduzione dell’emissione energetica.
Particelle ad alta energia e “piogge” di plasma
Un aspetto particolarmente interessante osservato da Solar Orbiter riguarda il comportamento delle particelle durante il brillamento. Alcuni strumenti hanno rilevato forti emissioni di raggi X, un segnale chiaro che elettroni e altre particelle venivano accelerate a energie molto alte. In certi momenti, queste particelle hanno raggiunto velocità pari al 40-50% di quella della luce, cioè centinaia di milioni di chilometri all’ora.
Allo stesso tempo, gli strumenti hanno visto scendere verso il basso dei flussi di plasma caldo, come se piovesse dalla parte alta dell’atmosfera solare. Questo fenomeno indica che l’energia liberata durante la riconnessione magnetica viene trasferita alla materia presente nella zona. La cosa sorprendente è che questa “pioggia” di plasma continua anche dopo il picco del brillamento, segno che il rilascio di energia non avviene tutto in una volta, ma si distribuisce in più fasi.
Capire come si comportano queste particelle e il plasma è importante anche per noi: particelle così veloci possono rappresentare un pericolo per i satelliti, per gli astronauti nello spazio e per le comunicazioni radio sulla Terra. Studiare meglio questi meccanismi aiuta a migliorare i modelli che prevedono il meteo spaziale, e permette di raffinare i sistemi di allerta per eventuali tempeste solari.
Lo studio, pubblicato su Astronomy & Astrophysics, è reperibile qui.
