Mentre il mondo ha a che fare con la pandemia di coronavirus, i ricercatori dell’Istituto di Astronomia dell’Università delle Hawaii (If) hanno lavorato duramente per studiare la corona solare, l’atmosfera più esterna del sole che si espande nello spazio interplanetario. Questo flusso di particelle cariche che si irradiano dalla superficie del sole è chiamato vento solare e si espande per riempire l’intero sistema solare.

Le proprietà della corona solare sono una conseguenza del complesso campo magnetico del sole, che viene prodotto nell’interno solare e si estende verso l’esterno. Un nuovo studio condotto dallo studente laureato Benjamin Benjamin Boe, pubblicato mercoledì 3 giugno sull’Astrophysical Journal, ha utilizzato le osservazioni totali dell’eclissi solare per misurare la forma del campo magnetico coronale con una risoluzione spaziale più elevata e su un’area più ampia che mai.

La corona è più facilmente visibile durante un’eclissi solare totale—quando la luna si trova direttamente tra la Terra e il sole, bloccando la superficie luminosa del sole. Significativi progressi tecnologici negli ultimi decenni hanno spostato gran parte dell’attenzione alle osservazioni spaziali a lunghezze d’onda della luce non accessibili da terra, o ai grandi telescopi terrestri come il Daniel K. Inouye Solar Telescope su Maui. Nonostante questi progressi, alcuni aspetti della corona possono essere studiati solo durante le eclissi solari totali.

Ecco perché il consulente di Boe ed esperto di ricerca coronale, Shadia Habbal, ha guidato un gruppo di cacciatori di eclissi facendo osservazioni scientifiche durante le eclissi solari per oltre 20 anni. I cosiddetti” sherpa del vento solare ” viaggiano per il mondo inseguendo eclissi solari totali, trasportando strumenti scientifici sensibili su aerei, elicotteri, automobili e persino cavalli per raggiungere le posizioni ottimali. Queste osservazioni di eclissi solare hanno portato a scoperte nello svelare alcuni dei segreti dei processi fisici che definiscono la corona.

“La corona è stata osservata con eclissi solari totali per oltre un secolo, ma mai prima d’ora le immagini di eclissi erano state utilizzate per quantificare la sua struttura del campo magnetico”, ha spiegato Boe, “Sapevo che sarebbe stato possibile estrarre molte più informazioni applicando le moderne tecniche di elaborazione delle immagini ai dati dell’eclissi solare.”Boe ha tracciato il modello della distribuzione delle linee di campo magnetico nella corona, utilizzando un metodo di tracciamento automatico applicato alle immagini della corona scattate durante le eclissi 14 negli ultimi due decenni. Questi dati hanno fornito la possibilità di studiare i cambiamenti nella corona su due cicli magnetici di 11 anni del sole.

Boe ha scoperto che il modello delle linee del campo magnetico coronale è altamente strutturato, con strutture viste a scale di dimensioni fino al limite di risoluzione delle telecamere utilizzate per le osservazioni. Ha anche visto il modello che cambia con il tempo. Per quantificare questi cambiamenti, Boe ha misurato l’angolo del campo magnetico relativo rispetto alla superficie del sole.

Durante i periodi di minima attività solare, il campo della corona emanava quasi direttamente dal sole vicino all’equatore e ai poli, mentre usciva ad una varietà di angoli alle medie latitudini. Durante il massimo dell’attività solare, d’altra parte, il campo magnetico coronale era molto meno organizzato e più radiale.

“Sapevamo che ci sarebbero stati cambiamenti nel ciclo solare”, ha osservato Boe, ” ma non ci aspettavamo mai quanto sarebbe stato esteso e strutturato il campo coronale. I modelli futuri dovranno spiegare queste caratteristiche per comprendere appieno il campo magnetico coronale.”

Questi risultati sfidano le attuali ipotesi utilizzate nella modellazione coronale, che spesso presuppongono che il campo magnetico coronale sia radiale oltre i 2,5 raggi solari. Invece, questo lavoro ha scoperto che il campo coronale era spesso non radiale ad almeno quattro raggi solari.

Questo lavoro ha ulteriori implicazioni in altre aree della ricerca solare, compresa la formazione del vento solare, che influisce sul campo magnetico terrestre e può avere effetti sul terreno, come interruzioni di corrente.

“Questi risultati sono di particolare interesse per la formazione del vento solare. Indica che le idee principali su come modellare la formazione del vento solare non sono complete, e quindi la nostra capacità di prevedere e difendere dal tempo spaziale può essere migliorata”, ha detto Boe.

Il team sta già pianificando le prossime spedizioni eclipse, con la prossima prevista per il Sud America nel dicembre di quest’anno.

I risultati sono pubblicati nel numero di giugno 3rd di the Astrophysical Journal e sono disponibili anche in forma di preprint su arXiv.