Hai mai visto il caldo vento estivo soffiare attraverso un campo di grano maturo? In tal caso, hai familiarità con l'effetto increspatura. Questo effetto a cascata si chiama onde di Alfvén.
Grazie al Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA, siamo ora in grado di vedere l'effetto delle onde Alfvén, tracciare i loro movimenti e vedere quanta energia viene trasportata. Queste nuove scoperte hanno illuminati ricercatori sul solare e potrebbero essere la chiave di altri due enigmatici eventi solari: l'intenso riscaldamento della corona a circa 20 volte più caldo della superficie del Sole e dei venti solari che fanno esplodere fino a 1,5 milioni di miglia all'ora.
"SDO ha una risoluzione straordinaria in modo da poter effettivamente vedere le singole onde", afferma Scott McIntosh del National Center for Atmospher Research di Boulder, Colo. "Ora possiamo vedere che al posto di queste onde che hanno circa il 1000 di energia necessaria, come pensavamo in precedenza, ha l'equivalente di circa 1100 W di lampadina per ogni 11 piedi quadrati della superficie del Sole, il che è sufficiente per riscaldare l'atmosfera del Sole e guidare il vento solare. "
Come sottolinea McIntosh nel suo 28 luglio Natura articolo, le onde Alfvén sono piuttosto semplici. Il loro movimento ondeggia su e giù per le linee del campo magnetico in modo simile al modo in cui una vibrazione percorre una corda di chitarra. Il campo al plasma che avvolge il Sole si muove in armonia con le linee del campo. SDO può "vedere" e tracciare questo movimento. Sebbene lo scenario sia molto più complesso, comprendere le onde è la chiave per comprendere la natura della connessione Sole-Terra e altre domande meno chiare come ciò che provoca il riscaldamento coronale e le velocità del vento solare.
"Sappiamo che esistono meccanismi che forniscono un enorme serbatoio di energia sulla superficie del sole", afferma lo scienziato spaziale Vladimir Airapetian presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md. "Questa energia viene pompata nel campo magnetico, trasportata nel sole atmosfera e poi rilasciato come calore ". Ma determinare i dettagli di questo meccanismo è stato a lungo dibattuto. Airapetian sottolinea che uno studio come questo conferma che le onde di Alfvén possono far parte di quel processo, ma che anche con SDO non abbiamo ancora la risoluzione di imaging per dimostrarlo definitivamente.
Hannes Alfvén teorizzò per la prima volta le onde nel 1942, ma fu solo nel 2007 che furono effettivamente osservate. Ciò ha dimostrato che potevano trasportare energia dalla superficie del Sole all'atmosfera, ma l'energia era troppo debole per tenere conto del calore elevato della corona. Questo studio afferma che quei numeri originali potrebbero essere stati sottovalutati. McIntosh, in collaborazione con un team di Lockheed Martin, l'Università norvegese di Oslo e l'Università cattolica belga di Lovanio, ha analizzato le grandi oscillazioni nei film dello strumento AIA (Atmospher Imagine Assembly) della SDO catturato il 25 aprile 2010. “Il nostro nome in codice per questa ricerca è stata "The Wiggles" ", afferma McIntosh. “Perché i film sembrano davvero che il Sole fosse fatto di Jell-O che si muoveva avanti e indietro ovunque. Chiaramente, queste oscillazioni portano energia. "
I "wiggles" - noti come spicules - sono stati quindi modellati contro le onde di Alfvén e hanno trovato una buona corrispondenza. Una volta individuato, il team potrebbe quindi analizzare la forma, la velocità e l'energia delle onde. “Le curve sinusoidali si sono deviate verso l'esterno a velocità di oltre 30 miglia al secondo e si sono ripetute ogni 150-550 secondi. Queste velocità significano che le onde sarebbero abbastanza energiche per accelerare il veloce vento solare e riscaldare la corona silenziosa. " dice la squadra. “Anche la mancanza di ripetizione - nota come periodo dell'onda - è importante. Più breve è il periodo, più facile è per l'onda rilasciare la sua energia nell'atmosfera coronale, un passaggio cruciale nel processo. "
Secondo i dati preliminari, le spicole sono balzate a temperature coronali di almeno 1,8 milioni di gradi Fahrenheit. L'abbinamento delle onde e del calore di Alfvén potrebbe essere proprio quello che serve per mantenere la corona alla sua temperatura attuale ... ma non abbastanza per causare esplosioni di radiazioni. "Sapere che potrebbe esserci abbastanza energia nelle onde è solo la metà del problema", afferma Airapetian di Goddard. “La prossima domanda è scoprire quale frazione di quell'energia viene convertita in calore. Potrebbe essere tutto, o potrebbe essere il 20 percento, quindi dobbiamo conoscere i dettagli di quella conversione. "
Più studio? Scommetti ". E il team SDO è all'altezza del compito.
"Non capiamo ancora perfettamente il processo in corso, ma stiamo ottenendo osservazioni sempre migliori", afferma McIntosh. "Il prossimo passo è che le persone migliorino le teorie e i modelli per catturare davvero l'essenza della fisica che sta accadendo".
Fonte originale della storia: Notizie NASA SDO.
