Gli scienziati hanno identificato la fonte di pericolose particelle ad alta energia nel Sole

La fonte di particelle solari potenzialmente pericolose espulse dal Sole ad alta velocità durante le tempeste nella sua atmosfera esterna è stata scoperta per la prima volta dai ricercatori dell'Università della California, di Los Angeles e della George Mason University.

Queste particelle sono altamente cariche e, se raggiungono l'atmosfera terrestre, potrebbero potenzialmente disturbare i satelliti e le infrastrutture elettroniche e rappresentare un pericolo di radiazioni per gli astronauti e le persone sugli aerei.

Nel 1859, durante il cosiddetto evento di Carrington, una grande tempesta solare interruppe i sistemi telegrafici in Europa e in America. Nel mondo di oggi, così fortemente dipendente dall'infrastruttura elettronica, il potenziale di danno è molto maggiore.

Per ridurre al minimo il pericolo, gli scienziati stanno cercando di capire come si formano questi flussi di particelle al fine di prevedere meglio quando potrebbero influenzare la Terra.

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science Advances, i ricercatori hanno analizzato la composizione delle particelle di energia solare dirette verso la Terra e hanno scoperto che hanno la stessa impronta del plasma situato in basso nella corona del Sole, vicino alla regione centrale dell'atmosfera del Sole, il cromosfera.

Nel nostro studio, per la prima volta, abbiamo osservato dove appaiono esattamente le particelle di energia solare sul Sole. I nostri dati supportano la teoria secondo cui queste particelle altamente cariche provengono dal plasma che è tenuto basso nell'atmosfera solare da forti campi magnetici. Queste particelle di energia, una volta rilasciate, vengono poi accelerate da eruzioni che viaggiano a una velocità di diverse migliaia di chilometri al secondo, dicono gli scienziati.

Le particelle di energia possono arrivare sulla Terra molto rapidamente, in pochi minuti o ore, e questi eventi durano diversi giorni. Attualmente, possiamo solo fare previsioni di questi eventi nel momento in cui si verificano, poiché è molto difficile prevedere questi eventi prima che si verifichino. Comprendendo meglio i processi che si verificano sul sole, possiamo migliorare le previsioni in modo che quando scoppia una grande tempesta solare, abbiamo il tempo di agire per ridurre i rischi.

L'autore principale, il dottor David Brooks, ha dichiarato: Le nostre osservazioni forniscono uno sguardo sulla provenienza del materiale che produce particelle di energia solare in diversi eventi dell'ultimo ciclo solare. Stiamo ora iniziando un nuovo ciclo solare e non appena inizieremo useremo gli stessi metodi per vedere se i nostri risultati sono generalmente corretti o se questi eventi sono insoliti.

Siamo fortunati che la nostra comprensione dei meccanismi alla base delle tempeste solari e delle particelle di energia solare possa progredire rapidamente nei prossimi anni, grazie ai dati provenienti da due veicoli spaziali, il Solar Orbiter e il Parker Solar Probe, che si stanno avvicinando al Sole più di qualsiasi altro. astronave prima.

Nello studio, gli scienziati hanno utilizzato le misurazioni del satellite Wind della NASA, situato tra il Sole e la Terra, per analizzare una serie di flussi di particelle di energia solare, ciascuno dei quali è durato almeno un giorno, nel gennaio 2014. Hanno confrontato questo dato con i dati spettroscopici della sonda Hinod azionata dalla JAXA.

Hanno scoperto che le particelle di energia solare misurate dal satellite Wind hanno la stessa firma chimica - un'abbondanza di silicio sullo zolfo - del plasma intrappolato vicino alla parte superiore della cromosfera del Sole. Questi luoghi erano situati ai piedi degli anelli coronali caldi, cioè nella parte inferiore del campo magnetico e degli anelli di plasma che si estendevano nell'atmosfera esterna del Sole e viceversa.

Usando una nuova tecnica, il team ha misurato la forza del campo magnetico coronale in questi punti e l'ha trovata molto alta, nell'intervallo da 245 a 550 Gauss, confermando la teoria secondo cui il plasma è intrappolato nell'atmosfera del Sole da forti campi magnetici. prima di essere espulso nello spazio.

Le particelle di energia solare vengono rilasciate dal Sole e accelerate dai brillamenti solari (grandi esplosioni) o dalle espulsioni di massa coronale - le espulsioni di enormi nuvole di plasma e campo magnetico. Circa 100 eventi di espulsione di particelle solari si verificano ogni ciclo solare di 11 anni, sebbene questo numero vari da ciclo a ciclo.

Recenti prove supportano l'idea che alcune particelle provengano da una fonte diversa dal lento vento solare (la cui origine è ancora dibattuta), poiché sono intrappolate in determinate condizioni in anelli coronali caldi nel nucleo della regione della sorgente. Un vento solare più veloce viene emesso continuamente dal Sole; la sua collisione con l'atmosfera terrestre potrebbe innescare l'aurora boreale.

Le particelle ad alta energia, rilasciate nel gennaio 2014, provenivano da una regione volatile del Sole che aveva frequenti brillamenti solari e un campo magnetico estremamente forte. L'area, nota come 11944, all'epoca era una delle più grandi regioni attive sul Sole ed era visibile agli osservatori sulla Terra come una macchia solare, una macchia scura sulla superficie del Sole.

All'epoca, il NOAA / NWS Space Weather Prediction Center ha annunciato una forte tempesta di radiazioni, ma è noto che l'evento particellare solare non ha causato alcun disturbo nell'atmosfera terrestre, sebbene i sistemi informatici della sonda Hinode stessa abbiano registrato diversi colpi di particelle.

Poco dopo, l'intensità del campo magnetico nella regione di 11944 è stata misurata in uno studio separato ed è stata una delle più alte mai registrate sul Sole, -8,2 kG.