Fast and periodic propagating disturbances along coronal loops detected with EUI on board Solar Orbiter
Utilizzando osservazioni ad alta risoluzione dello strumento EUI di Solar Orbiter, questo studio identifica due distinti tipi di disturbi propaganti lungo i loop coronali: disturbi lenti e smorzati coerenti con modi magneto-acustici o flussi ascendenti, e disturbi "veloci" di nuova rilevazione con alte velocità (500–2000 km/s) e smorzamento minimo che probabilmente originano da riconnessione magnetica o onde alveniche.
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Le Autostrade Nascoste del Sole
Immaginate il Sole non come una sfera di gas statica e ardente, ma come una città frenetica e caotica dove l'energia viene costantemente costruita, trasportata e talvolta persa. Proprio in cima a questa città, in uno strato chiamato corona, la temperatura è di milioni di gradi più calda rispetto alla superficie sottostante — un mistero che ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni. Come fa questo strato superiore a diventare così caldo? Una delle teorie principali suggerisce che il calore provenga da piccole esplosioni invisibili o onde che viaggiano verso l'alto dalla superficie, agendo come un milione di minuscoli riscaldatori che si accendono e si spengono. Per risolvere questo enigma, gli astronomi devono vedere questi piccoli pacchetti di energia mentre viaggiano. Per molto tempo, i nostri telescopi sono stati come vecchi binocoli; potevano vedere i grandi edifici (le grandi loop solari) ma perdevano i dettagli minuscoli del traffico che si muoveva tra di essi.
Recentemente, tuttavia, abbiamo ottenuto un nuovo paio di occhiali super-potenti: il Solar Orbiter, un veicolo spaziale che si avvicina al Sole più di quanto fatto in precedenza. Questa missione ci permette di ingrandire le "loop coronali" — enormi archi di gas magnetico che collegano diverse parti della superficie del Sole. Osservando queste loop con estrema chiarezza, gli scienziati sperano di catturare le "disturbi propaganti" (PD). Pensate a questi disturbi come a increspature o impulsi di energia che si muovono lungo le loop. Alcune di queste increspature sono lente e delicate, come un'onda che si infrange su una spiaggia, e le abbiamo viste per anni. Ma la grande domanda è: esistono altre increspature, più veloci e più energetiche, che abbiamo mancato perché troppo piccole o troppo rapide per i nostri vecchi strumenti? Trovarle potrebbe essere la chiave per capire come l'atmosfera superiore del Sole rimanga così incredibilmente calda.
La Scoperta del Paper: Catturare il Traffico della "Corsia Preferenziale" del Sole
In questo nuovo studio, un team di astronomi ha utilizzato la fotocamera ad alta risoluzione del Solar Orbiter, chiamata EUI, per esaminare molto da vicino queste loop coronali. Non si sono limitati a guardare; hanno impostato delle "fessure" invisibili (come tagliare una sottile fetta di una pagnotta) attraverso 13 diverse loop per osservare cosa accadeva nel tempo. Ciò che hanno trovato è stato un ingorgo di due tipi molto diversi di disturbi che si muovevano lungo la stessa strada.
In primo luogo, hanno confermato il traffico "lento". Questi sono i disturbi di cui già sapevamo. Si muovono a circa 80-105 km/s (all'incirca la velocità del suono nell'atmosfera solare) e sono solitamente visibili vicino alla base delle loop, vicino alla superficie. Mentre viaggiano verso l'alto, si indeboliscono e svaniscono, proprio come un grido che diventa più silenzioso man mano che ci si allontana da esso. Il paper conferma che questi si comportano come onde sonore lente o flussi ascendenti delicati.
Ma la vera eccitazione arriva dal traffico "veloce". Il team ha scoperto un nuovo tipo di disturbo che sfreccia lungo le parti superiori di queste loop a velocità comprese tra 500 e 2.200 km/s. Per dare un termine di paragone, questi impulsi veloci si muovono così rapidamente che potrebbero circumnavigare la Terra in meno di un minuto! Questi "PD veloci" sono invisibili nelle parti inferiori delle loop, probabilmente perché il rumore di fondo è troppo forte lì, ma si illuminano negli archi superiori. A differenza di quelli lenti, questi impulsi veloci non svaniscono mentre viaggiano; mantengono la loro forza per una lunga distanza. Sembrano anche essere ritmici, manifestandosi con un pattern di circa ogni 2 minuti.
Gli autori avvertono con cautela che non hanno ancora risolto il mistero di esattamente cosa siano questi impulsi veloci, ma hanno escluso alcune possibilità. Sostengono che questi non siano certamente le onde sonore lente che abbiamo visto in precedenza, perché sono troppo lente e svaniscono troppo rapidamente. Suggeriscono anche che non si tratti di semplici glitch della telecamera o di un semplice riscaldamento termico, perché la tempistica e la velocità sono troppo specifiche.
Invece, il paper suggerisce alcune possibilità eccitanti su cosa potrebbero essere questi impulsi veloci. Potrebbero essere:
- Getti di Riconnessione Magnetica: Piccole esplosioni periodiche in cui le linee del campo magnetico si spezzano e si riconnettono, scagliando fuori flussi veloci di plasma.
- Onde Magnetoidrodinamiche (MHD) Veloci: Potenti onde che viaggiano attraverso il campo magnetico, simili a come un'onda sonora viaggia attraverso l'aria, ma molto più veloci.
- Onde di Alfvén con un Twist: Un tipo di onda che di solito non cambia la densità del gas, ma in questo caso, potrebbe creare un "fronte di densità" (un accumulo di gas) che appare come un impulso luminoso.
Il team ha persino eseguito simulazioni al computer per testare l'idea dell'onda di Alfvén. I loro risultati hanno mostrato che se un'onda ha una velocità specifica (tra 440 e 620 km/s), può creare esattamente il tipo di impulso luminoso e veloce osservato. Ciò suggerisce che questi impulsi veloci potrebbero essere la "pistola fumante" del trasporto di energia dalla superficie del Sole alla sua calda atmosfera superiore.
Interessante è che gli impulsi veloci sembrano provenire da un solo lato della loop (un piede della loop) piuttosto che da entrambi, il che è un po' come vedere le auto entrare in un'autostrada solo da una specifica rampa di accesso. Questo suggerisce che il "motore" che crea questi impulsi si trova in un punto molto specifico sulla superficie del Sole, forse guidato dal rimescolamento ritmico della superficie solare (granulazione) o da shock magnetici.
Sebbene il paper non sostenga di aver identificato definitivamente la causa, fornisce prove solide che questi eventi veloci e ad alta energia sono reali, comuni e distinti dalle onde lente che abbiamo studiato per decenni. Catturando questi disturbi della "corsia preferenziale", lo studio apre una nuova finestra su come il Sole possa riscaldare la propria atmosfera, suggerendo che la risposta risieda in un mix di riconnessione magnetica, onde veloci e la complessa danza del plasma alle scale più piccole che ora possiamo vedere.
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