Il Solar Dynamics Observatory cattura onde da surf sul Sole

Le onde da “surf”: sono state trovate sulla superficie del Sole, iniziate nel Sole, come se fossero nell’acqua, attraverso un processo chiamato Instabilità di Kelvin-Helmholtz. Fonte: NASA/SDO/Astrophysical Journal Letters – ingrandisci

Da quando gli scienziati hanno capito come questo tipo di onde disperdono energia nell’acqua (iniziata da un’instabilità Kelvin-Helmholtz, per essere più tecnici), possono utilizzare questa informazione per capire meglio le dinamiche della corona. Questo a sua volta, potrebbe risolvere il mistero del perché la corona è migliaia di volte più calda di quello che si pensava originariamente.

“Una delle più grandi domande riguardo la corona solare è il suo meccanismo di riscaldamento”, afferma il Fisico solare Leon Ofman del Goddard Space Flight Center della NASA, Greenbelt, Md. e la Catholic University di Washington. “ La corona è migliaia di volte più calda della superficie visibile del Sole, ma cosa la riscaldi è ancora sconosciuto. Alcune persone hanno ipotizzato che onde come queste possono generare turbolenze ed essere quindi la causa del riscaldamento, ma ora abbiamo una prova diretta delle onde Kelvin-Helmholtz.

Ofman e la sua collega Barbara Thompson hanno individuato le onde nelle immagini dell’ 8 aprile 2010. Queste sono state alcune delle prime immagini riprese dalla telecamera del SDO, un telescopio solare con un’eccellente risoluzione lanciato l’ 11 febbraio 2010 che ha cominciato a ottenere dati il 24 marzo di quell’anno. I risultati del gruppo sono stati pubblicati sull’Astrophysical Journal Letters il 19 maggio scorso e nella rivista il 10 giugno.

Onde K-H sulla Terra e tra le bande di Saturno

Che tali onde da “surf” esistessero sul Sole non è necessariamente una sorpresa, poiché esse appaiono in così tanti altri posti in natura, incluse per esempio le nuvole e le bande di Saturno. Ma osservando il Sole da quasi 149 milioni di chilometri non è facile osservare fisicamente dettagli come questi, ed ecco perchè la risoluzione a disposizione del SDO rende così entusiasti i ricercatori.

“Le onde che stiamo vedendo in queste immagini sono così piccole”, afferma la Thompson ,che oltre a essere coautore di questo articolo è il rappresentante scientifico del progetto SDO. “Hanno solamente la grandezza degli Stati Uniti”, afferma ridendo.

Le instabilità Kelvin-Helmholtz si verificano quando due fluidi di diversa densità o differente velocità scorrono uno contro l’altro. Nel caso delle onde dell’oceano, vi è lo scontro tra l’acqua densa e l’aria più leggera. Mentre essi scorrono uno sotto l’altro, le piccole increspature si amplificano velocemente formando le onde giganti tanto amate dai surfisti. Nel caso dell’atmosfera solare, formata da gas a elevate temperature carico elettricamente (ionizzato) , noto come plasma, i due flussi provengono da una distesa di plasma eruttato dalla superficie del Sole mentre esso passa accanto a del plasma non eruttato. La differenza nella velocità e densità del flusso attraverso questo confine produce l’instabilità che forma le onde.

Per confermare tale descrizione, il gruppo di studio ha sviluppato un modello al computer per verificare cosa accade in quella regione. La simulazione ha mostrato che tali condizioni potrebbero favorire la nascita di onde da “surf” giganti che attraverserebbero la corona.

Ofman afferma che nonostante le instabilità Kelvin-Helmholtz siano state individuate anche in altre parti, non c’era nessuna garanzia che potrebbero essere individuate nella corona del Sole che è permeata di campi magnetici. “Non ero sicuro che questa instabilità potesse evolvere sul Sole, visto che i campi magnetici possono avere un effetto stabilizzante”, afferma. “Ora sappiamo che questa instabilità può avvenire anche se il plasma solare è magnetizzato”.

Osservare le grandi onde suggerisce che possano anche scendere a cascata in forme più piccole. Gli scienziati ritengono che la frizione creata dalla turbolenza, il semplice avvolgersi di materiale su sé stesso e intorno a sé, potrebbe aiutare ad aggiungere energia calorifera alla corona. L’analogia sta nel modo in cui la spuma alla sommità di un’onda da “surf” fornisce la frizione che riscalderà l’onda. (I surfisti, ovviamente, non se ne accorgono mai, poiché qualsiasi calore aggiunto si dissipa velocemente nella parte restante dell’acqua).