La doppia personalità del Sole

dinamo solare

Macchie solari sulla superficie del Sole. Crediti: NASA/SDO

Un modello sviluppato al super-computer dalla Colorado University di Boulder ha evidenziato uno strano comportamento della dinamo solare, che due volte ogni 100 anni sembra migrare da un emisfero all’altro. I risultati sembrano essere consistenti con osservazioni risalenti al 19esimo secolo e potrebbero fornire ai fisici nuovi indizi sui processi che governano l’orologio interno del Sole.

I ricercatori della Colorado University a Boulder hanno scoperto che la stella preferita dall’umanità potrebbe avere una doppia personalità, presentando intriganti differenze nel comportamento dei suoi campi magnetici, che potrebbero fornirci indizi importanti sul funzionamento del suo orologio interno.

I fisici Loren Matilsky e Juri Toomre hanno sviluppato una simulazione al computer per cercare di comprendere ciò che avviene all’interno del Sole. Analizzando i risultati della simulazione, hanno notato qualcosa di inaspettato: in rare occasioni, le dinamiche interne del Sole sembra si discostino dalla “normale routine” per passare ad uno stato alternativo, parecchio diverso. Un po’ come succede a un supereroe, che a volte indossa la maschera e il mantello, al posto dei suoi normali vestiti civili.

I risultati sono ancora preliminari ma secondo Matilsky sembrano essere consistenti con osservazioni reali del Sole risalenti al 19esimo secolo. Il ricercatore sostiene che l’esistenza di un tale alter ego potrebbe fornire ai fisici nuovi indizi sui processi che governano l’orologio interno del Sole, un ciclo nel quale il Sole passa da periodi di attività intensa a un’attività più bassa, circa una volta ogni 11 anni.

«Non sappiamo cosa stabilisca il periodo del ciclo solare o per quale motivo alcuni cicli siano più violenti di altri», ha detto Matilsky. «Il nostro obiettivo è quello di trovare riscontro di ciò che stiamo vedendo nel modello sulla superficie del Sole, in modo da poter fare previsioni».

Lo studio, presentato ieri in una conferenza stampa al 234° convegno dell’American Astronomical Society a St. Louis, prende in esame un fenomeno che gli scienziati chiamano dinamo solare, il processo fisico che genera il campo magnetico del Sole. Questa dinamo si forma dalla rotazione e dalla torsione dei gas caldi presenti all’interno del Sole e può avere un grande impatto: una dinamo solare particolarmente attiva può generare un gran numero di macchie solari e brillamenti solari, o bolle di energia che fuoriescono dalla superficie.

dinamo solare

Simulazioni al computer della dinamo solare per diverse centinaia di anni. Durante i cicli solari “normali” (in alto), la dinamo si forma simmetricamente negli emisferi nord e sud del Sole e si muove stabilmente verso l’equatore, prima di resettare. Nel ciclo “alternativo” (in basso), quella dinamo si forma principalmente in un emisfero rispetto all’altro per poi vagare per diversi anni. Crediti: Loren Matilsky / Juri Toomre.

Matilsky fa notare che la dinamo solare non è facile da studiare, perché si forma e si sviluppa principalmente all’interno del Sole, lontano dalla portata della maggior parte degli strumenti scientifici: «Non possiamo immergerci nell’interno della nostra stella e il magnetismo interno del Sole rimane a pochi passi dalle osservazioni reali».

Per aggirare questa limitazione, molti fisici solari usano super-computer per cercare di ricreare a livello di simulazioni ciò che accade nel Sole. In particolare, la simulazione di Matilsky e Toomre esamina l’attività nel terzo più esterno dell’interno solare, che Matilsky paragona a “un vaso sferico di acqua bollente”.

Il modello ha prodotto risultati interessanti. Quando i ricercatori hanno eseguito la loro simulazione, hanno scoperto che la dinamo solare si era formata a nord e a sud dell’equatore del Sole. Seguendo un ciclo regolare, quella dinamo si è mossa verso l’equatore e si fermata, per poi riavviarsi in stretto accordo con le effettive osservazioni del Sole.

Ma quel continuo ribollire non sembra rappresentare l’intero quadro. Circa due volte ogni 100 anni, la simulazione indica che il Sole fa in realtà qualcosa di diverso. In quegli strani casi, la simulazione ci dice che la dinamo solare si raggruppa in un emisfero. «Con quell’ulteriore ciclo, la dinamo sembra vagare da un’emisfero all’altro», racconta Matilsky. «Rimane in un emisfero per alcuni cicli, poi passa nell’altro, e alla fine torna al suo stato originale».

Matilsky afferma che quello che stanno vedendo potrebbe essere una coincidenza del modello, oppure potrebbe anche indicare un comportamento reale della nostra stella, precedentemente sconosciuto. Effettivamente, in rare occasioni, gli astronomi hanno visto macchie solari che si radunano in un emisfero del Sole più che nell’altro, osservazione questa che corrisponde ai risultati della simulazione.

Il gruppo dovrà sviluppare ulteriormente il suo modello per vedere se la doppia dinamo verrà confermata. I loro risultati potrebbero, un giorno, aiutare a spiegare la causa dei picchi e dei cali nell’attività del Sole, schemi questi che hanno enormi implicazioni sul clima terrestre e per le società che si occupano di telecomunicazioni e sviluppi tecnologici in generale, sulla Terra.

Maura Sandri

media.inaf.it

La doppia personalità del Sole ultima modifica: 2019-06-15T09:03:19+02:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)