Svelare i segreti del vento solare
I venti stellari svolgono un ruolo fondamentale nell’evoluzione a lungo termine delle stelle. Hanno anche un impatto sull’abitabilità dei loro pianeti orbitanti, compresa la Terra. «I venti e le tempeste solari sono responsabili della bellezza dell’aurora boreale, ma possono anche interferire con i nostri sistemi satellitari, le linee elettriche e le trasmissioni radio », spiega Alexis Rouillard, ricercatore del CNRS(si apre in una nuova finestra) presso l’Istituto di ricerca in astrofisica e planetologia. Ma come le stelle producano questo vento è una domanda che continua a lasciare perplessa l’astrofisica. Ad aiutare a rispondere a questa domanda è il progetto SLOW_SOURCE(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE. «Sviluppando modelli numerici in grado di descrivere i complessi processi fisici in atto durante la formazione del vento solare, speriamo di riuscire a spiegare le proprietà della massa e la particolare composizione del vento stesso», aggiunge Rouillard, ricercatore principale del progetto. Il progetto ha ricevuto il supporto del Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra) (CER).
Modellazione 3D della propagazione del vento solare
Secondo l’autore, la chiave per prevedere le tempeste geomagnetiche è prevedere in modo affidabile la presenza e l’entità dei venti solari. «Ma per fare questo, è necessario prima modellare accuratamente il vento solare, il che a sua volta richiede una migliore comprensione di come il vento si forma e si espande dal Sole alla Terra», spiega. Per poter risalire a questo punto della formazione, il progetto ha sviluppato diversi modelli per simulare l’accelerazione e la propagazione del vento. Un modello è Heliocast(si apre in una nuova finestra), un innovativo modello 3D della propagazione del vento solare attraverso il mezzo interplanetario. I ricercatori del progetto hanno anche messo a punto nuove tecniche per sfruttare le immagini coronali e definire le condizioni al contorno interne di Heliocast. «Questa tecnica di inizializzazione del vento basata sulle immagini fornisce previsioni operative 24 ore su 24, 7 giorni su 7», osserva il ricercatore.
Il vento solare è più dinamico di quanto si pensasse
Con il modello e le tecniche a disposizione, i ricercatori hanno fatto alcune importanti scoperte, tra cui la prima spiegazione teorica auto-coerente dell’origine delle strutture transitorie, disturbi localizzati che interrompono il flusso altrimenti costante di plasma e campo magnetico rilasciato dal Sole. «Abbiamo fornito una descrizione teorica completa del fenomeno ciclico, mostrando la sequenza dei processi che coinvolgono l’espansione degli anelli magnetici solari e i successivi processi di riconnessione che innescano getti e corde di flusso lanciate con il vento», osserva. Questa scoperta ha contribuito a spiegare le prime misurazioni della corona solare ottenute dal Parker Solar Probe(si apre in una nuova finestra), dalle quali gli scienziati hanno scoperto che il vento solare è molto più dinamico di quanto si pensasse in precedenza.
Un’incredibile avventura fino al cuore dell’atmosfera solare
Oltre alle scoperte scientifiche, il progetto ha fornito alla comunità scientifica una moltitudine di nuove tecniche di analisi dei dati e modelli numerici. In effetti, il Servizio meteorologico spaziale(si apre in una nuova finestra) di ESA(si apre in una nuova finestra) (Agenzia spaziale europea) sta già sfruttando questi modelli per prevedere il vento solare e le tempeste. Inoltre, i modelli sono adesso interfacciati con il centro europeo di modellizzazione virtuale del meteo spaziale(si apre in una nuova finestra). «Il progetto è stato un’avventura incredibile nel cuore dell’atmosfera solare», conclude l’autore. «Svelando la piena complessità e la vera dinamica di questo fenomeno stellare, le nostre scoperte contribuiscono a riscrivere la storia del vento solare». Il progetto ha pubblicato oltre 25 articoli(si apre in una nuova finestra) su importanti riviste scientifiche. Rouillard spera anche di utilizzare ulteriormente i modelli e gli strumenti di SLOW_SOURCE per studiare altre atmosfere stellari.
