Porzione della zona del Sole utilizzata per studiare i campi magnetici con il telescopio solare Daniel J. Inouye. Immagine di sfondo del Solar Dynamics Observatory della NASA. Credits: NSF/NSO/AURA, NASA/Solar Dynamic Observatory
Il telescopio solare Daniel K. Inouye, gestito dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti, ha raggiunto un importante traguardo nella fisica solare, producendo per la prima volta mappe dettagliate dei campi magnetici della corona solare, la parte esterna dell’atmosfera, visibile durante un’eclissi totale.
Guidato dal dottor Tom Schad, astronomo associato dell’NSO, questo studio rappresenta una svolta cruciale per migliorare la comprensione dell’atmosfera solare e delle forze magnetiche che influenzano gli eventi spaziali, come le tempeste solari.
Sebbene effettuare questo tipo di misurazioni sia stato a lungo una sfida per la comunità scientifica, oggi abbiamo finalmente compiuto dei passi avanti grazie a Inouye, la struttura più avanzata per questo tipo di studi. Mappare i campi magnetici della corona è essenziale per comprendere e prevedere violente eruzioni solari, e proteggere la nostra tecnologia sia sulla Terra che nello spazio.
Dagli anni ’50, i fisici solari hanno studiato i campi magnetici sulla superficie del Sole, ottenendo importanti informazioni. Tuttavia, le mappe delle zone superiori, come la corona, sono state a lungo ricercate, poiché è proprio in queste regioni che si propagano le tempeste solari dopo essersi originate nella fotosfera.
Nel video seguente vediamo il Sole osservato a diverse frequenze luminose, in particolare è evidenziata la zona utilizzata per studiare il campo magnetico nella corona solare. Credits: NSF/NSO/AURA, NASA/Solar Dynamic Observatory
L’Inouye ha prodotto le prime mappe dettagliate del campo magnetico della corona solare grazie all’effetto Zeeman, ovvero con un metodo utilizzato per misurare i campi magnetici osservando lo sdoppiamento delle linee spettrali. Le linee spettrali sono segnali distinti che appaiono a specifiche lunghezze d’onda nello spettro elettromagnetico, e rappresentano la luce emessa o assorbita dagli atomi o dalle molecole.
In presenza di un campo magnetico, come quello del Sole, queste linee si sdoppiano o si separano, fornendo informazioni preziose sulle caratteristiche del campo magnetico. Grazie a questa divisione, gli scienziati possono analizzare in dettaglio l’intensità e la struttura dei campi magnetici della corona solare.
I tentativi precedenti di rilevare questi segnali, risalenti a due decenni fa, mancavano di dettagli e regolarità. Oggi, l’Inouye offre capacità senza precedenti per studi regolari e dettagliati di questi segnali cruciali.
Di solito la corona solare, una regione un milione di volte più debole del disco solare, è visibile solo durante un’eclissi totale, quando gran parte della luce del Sole è bloccata. L’Inouye, tuttavia, utilizza una tecnica chiamata coronografia per creare eclissi artificiali, consentendogli di rilevare segnali polarizzati estremamente deboli, fino a un miliardo di volte più deboli del disco solare, dimostrando una sensibilità senza pari.
L’Inouye raggiunge questo risultato grazie al suo Cryogenic Near-Infrared Spectropolarimeter (Cryo-NIRSP), uno degli strumenti principali del telescopio, progettato per studiare la corona e mappare i suoi campi magnetici. Questo strumento è stato progettato e costruito dall’Institute for Astronomy dell’Università delle Hawaii.
“L’impresa del telescopio Inouye nel mappare i campi magnetici della corona solare è una testimonianza del design innovativo e delle capacità uniche di questo osservatorio” ha dichiarato Schad. “Questa scoperta promette di migliorare significativamente la nostra comprensione dell’atmosfera solare e della sua influenza sul Sistema Solare.”
Questo traguardo segna l’inizio di una nuova era nella fisica solare. Il successo dell’Inouye nel mappare i campi magnetici della corona solare conferma la sua missione, aprendo nuove frontiere nella comprensione dell’influenza del Sole sulla meteorologia spaziale.
“Proprio come le mappe dettagliate della superficie e dell’atmosfera terrestre hanno permesso previsioni meteorologiche più accurate, questa mappa completa dei campi magnetici nella corona solare ci aiuterà a prevedere meglio le tempeste solari e a comprendere meglio la meteorologia spaziale” afferma la dottoressa Carrie Black, direttrice del programma NSF.
Christoph Keller, direttore dell’NSO, sottolinea: “Mappare la forza del campo magnetico nella corona rappresenta una svolta fondamentale, non solo per la ricerca solare, ma per l’astronomia in generale. Questo è solo l’inizio di una nuova era in cui capiremo come i campi magnetici delle stelle influenzano i pianeti, sia nel nostro Sistema Solare che nei migliaia di sistemi esoplanetari che conosciamo oggi”.
Gli studi in corso e futuri perfezioneranno gli strumenti diagnostici e le tecniche, portando a scoperte sempre più profonde sul campo magnetico del Sole e sull’impatto che ha sulla Terra e sul sistema solare.
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