Misurata la struttura di una gigantesca eruzione solare


Un’immagine ultravioletta di un gigantesco flare solare il 10 settembre 2017, vista da SDO, il Solar Dynamics Observatory. I contorni bianchi mostrano le linee del campo magnetico derivate dai modelli; le regioni rosse mostrano le immagini a microonde ad alta risoluzione dell’Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) che rivelano il gas caldo in rapida ascesa, a forma di palloncino, in eruzione (la scala mostra la frequenza delle osservazioni). Queste immagini ad alta risoluzione spaziale hanno permesso agli astronomi di confermare che queste regioni sono i luoghi principali per accelerare e canalizzare gli elettroni in rapido movimento nello spazio interplanetario.

La corona del sole, il suo strato più esterno caldo, ha una temperatura di oltre un milione di gradi Kelvin, e produce un vento di particelle cariche, circa un milionesimo della massa lunare viene espulsa ogni anno. Si sa che gli eventi transitori causano grandi eruzioni di particelle cariche ad alta energia nello spazio, alcune delle quali bombardano la Terra, producendo bagliori aurorali e occasionalmente disturbando le comunicazioni globali. Un problema che ha lasciato a lungo perplessi gli astronomi è come il sole produca queste particelle ad alta energia.

Si pensa che i brillamenti o altri tipi di eventi impulsivi siano meccanismi chiave. Il gas caldo è ionizzato e produce un foglio sottostante di corrente circolante che genera potenti loop di campo magnetico. Quando questi anelli si attorcigliano e si rompono possono espellere bruscamente impulsi di particelle cariche. Nel quadro standard dei brillamenti solari, i moti su larga scala guidano questa attività, ma dove e come l’energia viene rilasciata localmente, e come le particelle vengono accelerate, sono rimasti incerti perché le proprietà magnetiche del foglio di corrente su larga scala non sono state misurate a dimensioni sufficientemente piccole da corrispondere ai domini dell’attività di brillamento.

Gli astronomi del CfA Chengcai Shen, Katharine Reeves e un team di loro collaboratori riferiscono osservazioni spazialmente risolte delle regioni del campo magnetico e dell’attività degli elettroni espulsi in torcia. Il team ha utilizzato l’array di antenne dell’Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) e le sue tecniche di imaging a microonde per osservare il gigantesco flare solare del 10 settembre 2017. Con il progredire dell’evento hanno visto una cavità scura, a forma di palloncino, in rapida ascesa, che corrispondeva a linee di campo magnetico contorto che si alzavano, si rompevano ed espellevano elettroni visti all’incirca lungo l’asse delle linee di campo.

Gli scienziati sono stati in grado di modellare i dettagli della configurazione, e stimando la forza del campo magnetico e la velocità del flusso di plasma, hanno determinato che questo grande flare da solo ha rilasciato durante il suo picco di pochi minuti circa lo 02% dell’energia dell’intero sole. I loro risultati suggeriscono che questo tipo di strutture spaziali sono i luoghi primari per accelerare e incanalare gli elettroni in rapido movimento nello spazio interplanetario, e dimostrano la potenza di queste nuove tecniche di imaging risolte spazialmente.


Maggiori informazioni: “Measurement of Magnetic Field and Relativistic Electrons Along a Solar Flare Current Sheet“, Bin Chen, Chengcai Shen, Dale E. Gary, Katharine K. Reeves, Gregory D.Fleishman, Sijie Yu, Fan Guo, Sam Krucker, Jun Lin, Gelu Nita, e Xiangliang Kong.

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