Immagine SOHO del Sole che mostra i campi magnetici (linee gialle) e il vento solare (frecce rosse). Credito d'immagine: NASA / ESA. Clicca per ingrandire.
Uno strato profondo nell'atmosfera solare può essere utilizzato per stimare la velocità del vento solare, un flusso di gas elettrificato che soffia costantemente dal Sole. Stimare la velocità del vento solare migliorerà le previsioni meteorologiche spaziali, che aiuteranno l'esplorazione umana dei pianeti.
Il vento solare fluisce dall'atmosfera calda, sottile, esterna del Sole, la "corona". I ricercatori sono stati sorpresi di scoprire che la struttura dell'atmosfera più fredda, densa e bassa, chiamata cromosfera, potrebbe essere utilizzata per stimare la velocità del vento solare.
Ciò è stato inaspettato perché il vento solare è un fenomeno della corona e la cromosfera è così profonda: è lo strato appena sopra la superficie visibile del Sole. "È come scoprire che la sorgente del fiume Nilo è un'altra 500 miglia nell'entroterra", ha affermato il dott. Scott McIntosh del Southwest Research Institute, Boulder, Colorado, autore principale di un articolo su questa ricerca pubblicato il 10 maggio sull'Astrophysical Journal.
Il nuovo lavoro promette di aumentare la precisione delle previsioni sulle radiazioni spaziali. Il Sole lancia occasionalmente esplosioni di miliardi di tonnellate di gas elettrificato, chiamate espulsioni di massa coronale (CME), nello spazio a milioni di miglia (chilometri) all'ora. Se un CME veloce sta attraversando un lento vento solare, si genera uno shock di fronte al CME che accelera le particelle di vento solare caricate elettricamente. Queste particelle veloci possono interrompere i satelliti e sono pericolose per gli astronauti non protetti.
"Proprio come conoscere maggiori dettagli sull'atmosfera aiuta a prevedere l'intensità di un uragano, conoscere la velocità del vento solare aiuta a determinare l'intensità delle tempeste di radiazione spaziale da CME", ha affermato il co-autore Dr. Robert Leamon di L-3 Servizi governativi presso il Goddard Space Flight Center della NASA, Greenbelt, Md.
Come il vento sulla Terra, il vento solare è rafficato, che varia in velocità da circa 750.000 miglia all'ora (circa 350 km / secondo) a 1,5 milioni di miglia all'ora (700 km / secondo).
Poiché il vento solare è costituito da particelle cariche elettricamente, risponde ai campi magnetici che permeano l'atmosfera solare. Le particelle del vento solare scorrono lungo linee invisibili di forza magnetica come automobili su un'autostrada. Quando le linee del campo magnetico si estendono direttamente nello spazio, come nelle regioni del "buco coronale", il vento solare si comporta come un'auto su una striscia di resistenza, correndo ad alta velocità. Quando le linee del campo magnetico si piegano bruscamente sulla superficie solare, come lo schema delle limature di ferro attorno a un magnete a barra, il vento solare si comporta come un'auto nel traffico cittadino ed emerge relativamente lentamente. Gli scienziati lo sanno da oltre trent'anni e lo hanno utilizzato per fornire una stima approssimativa della velocità del vento solare, sia veloce che lenta.
Nel nuovo lavoro, il team ha legato la velocità del vento solare mentre soffia oltre la Terra a variazioni più profonde nell'atmosfera solare di quanto precedentemente rilevato (o addirittura previsto). Misurando il tempo impiegato da un'onda sonora per spostarsi tra due altezze nella cromosfera, sono stati in grado di determinare che la cromosfera è effettivamente “allungata” sotto i fori coronali con i loro campi magnetici aperti, ma compressa sotto regioni magneticamente chiuse.
Il team ha utilizzato l'osservazione per ricavare una gamma continua di velocità del vento solare dalla struttura della cromosfera. Più è ampio lo strato cromosferico, più è permesso espandersi da campi magnetici aperti e più veloce sarà il vento solare. Questo nuovo metodo è più preciso della vecchia stima "veloce o lenta".
L'astronave della NASA Transition Region e Coronal Explorer (TRACE) è stata utilizzata per misurare la velocità delle onde sonore nella cromosfera, e l'astronave della NASA Advanced Composition Explorer (ACE) è stata utilizzata per misurare la velocità del vento solare mentre soffiava sulla Terra. Il confronto tra i dati dei due veicoli spaziali ha fornito la connessione.
“Prima di questa scoperta, potevamo solo determinare la velocità del vento solare da veicoli spaziali che erano all'incirca in linea tra la Terra e il Sole, come ACE, WIND e l'Osservatorio solare ed eliosferico. Questa flotta di veicoli spaziali è stata posizionata lungo la linea Terra-Sole perché dobbiamo conoscere il clima spaziale che ci si avvicina. Tuttavia, rispetto alle dimensioni del nostro sistema solare, questa è una gamma molto stretta; è come guardare attraverso una cannuccia di soda. Con questa scoperta, possiamo usare TRACE per creare immagini in grado di prevedere la velocità del vento solare in metà del sistema solare ", ha dichiarato il dott. Joe Gurman, ricercatore solare presso la NASA Goddard.
Fonte originale: Comunicato stampa SWRI
