Solar Orbiter risale all’origine sul Sole di un’inversione magnetica nel vento solare

L’Agenzia spaziale europea (ESA) afferma che la sua sonda Solar Orbiter ha seguito un’inversione magnetica (switchback), una piega a forma di S del campo magnetico trasportato dal vento solare, fino al punto del Sole in cui ha avuto inizio. Il risultato proviene da un articolo guidato da Jesse Coburn del CNRS/LPP in Francia, intitolato «On the Coronal Origin of Magnetic Switchbacks in the Solar Wind» (Sull’origine coronale delle inversioni magnetiche nel vento solare) e ora pubblicato su Nature Astronomy. Secondo l’ESA, il gruppo ha individuato la sorgente analizzando le particelle che la sonda ha trovato all’interno della struttura.

Il vento solare è un flusso costante di gas caldo ed elettricamente carico, o plasma, che trascina il campo magnetico del Sole nel Sistema solare. Lungo il percorso, le linee di campo possono torcersi, spezzarsi o ripiegarsi su sé stesse. Le inversioni magnetiche sono una di queste strutture: sono state spesso rilevate vicino al Sole, ma il modo in cui si formano è ancora dibattuto. L’ESA ricorda che nel 2022 Solar Orbiter ne aveva osservata una a distanza, confermando la forma a S che i ricercatori avevano previsto ma mai visto direttamente.

Questa volta la sonda ha attraversato direttamente un’inversione magnetica. «Solar Orbiter ha volato attraverso un’inversione magnetica molto grande», dice Coburn, spiegando che ciò ha permesso al gruppo di misurare particelle osservate raramente, portatrici di indizi sulla loro origine. Nelle misure del Solar Wind Analyser (SWA), raccolte mentre Solar Orbiter si trovava circa a metà strada tra la Terra e il Sole, i ricercatori hanno trovato una combinazione di particelle cariche di ossigeno e carbonio. Secondo l’ESA, questa miscela può essersi formata soltanto all’interno di anelli magnetici caldi sulla superficie solare.

Coburn descrive due spiegazioni principali di come nascano le inversioni magnetiche e, con esse, il vento solare. La miscela di particelle sostiene la prima, la riconnessione di interscambio (interchange reconnection): le linee di campo aperte, lungo le quali il materiale può sfuggire nello spazio, incontrano anelli chiusi che si incurvano di nuovo verso il Sole, e le linee si spezzano e si riconnettono in modo che il plasma prima intrappolato in un anello riesca a uscire. La spiegazione concorrente si basa su onde e turbolenza. La coautrice Stephanie Yardley della Northumbria University, nel Regno Unito, dice che il gruppo vede segni anche di questi fenomeni, ma probabilmente solo dopo che l’inversione magnetica si è allontanata dal Sole. Secondo lei entrambi i processi sono coinvolti e «agiscono semplicemente in fasi diverse della vita di un’inversione magnetica».

Oltre ai dati sulle particelle in situ, il gruppo ha esaminato immagini del disco solare e ha modellato i campi magnetici del Sole e dello spazio circostante. L’ESA afferma che i ricercatori hanno costruito un nuovo modello per stabilire da dove provenisse il plasma, collegando le misure di Solar Orbiter ai dati del Solar Dynamics Observatory della NASA per localizzare la regione di origine. Secondo l’ESA, il lavoro mostra anche che l’atmosfera del Sole lascia la propria impronta sulle particelle del vento solare, il che potrebbe consentire agli scienziati di ricostruire la storia del plasma misurato lontano dal Sole.