"La ‘Solar Orbiter’ dell'Agenzia Spaziale Europea ha appena svelato immagini mai viste prima del Sole

L’Agenzia Spaziale Europea ha diffuso 4 immagini del Sole ottenute dal satellite Solar Orbiter. Sono le immagini più dettagliate mai prima ottenute che ci mostrano la nostra stella con un aspetto molto suggestivo.

Sun — Immagine del Sole presa dal satellite Solar Orbiter. I colori indicano la direzione del moto del plasma superficiale. Il rosso mostra la metà del disco solare che si allontana a motivo della rotazione solare (da sinistra a destra), il blu la metà di disco che si avvicina. Credit: ESA & NASA/Solar Orbiter/PHI & EUI teams; Data processing: J. Hirzberger (MPS) & E. Kraaikamp (ROB)

Era il 22 marzo del 2023 quando il Sole ha ricevuto una visita, la più ravvicinata, da parte di “qualcosa” di artificiale. Il satellite Solar Orbiter raggiungeva una distanza minima dal Sole di soli 42 milioni di km e da questa riprendeva con i suoi strumenti alcune immagini della superficie. Queste immagini sono ad oggi le più dettagliate mai prima ottenute.

Cosa è il Solar Orbiter

Solar Orbiter è il nome che l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha dato ad un satellite per lo studio del Sole la cui attività scientifica è iniziata nel 2020.

Si tratta di un vero e proprio laboratorio spaziale che orbita attorno al Sole lungo un’orbita ellittica che lo porta ad una distanza minima dal Sole di circa 42 milioni di km.

L’orbita è stata scelta in modo da permettere al satellite di sorvolare i poli del Sole che da Terra non sono ben visibili.

La distanza minima dal Sole raggiunta dal Solar Orbiter (42 milioni di km) è circa ⅓ della distanza media Sole-Terra (149 milioni di km).

Il satellite impiega 6 mesi per compiere un’orbita completa attorno al Sole, per cui gli si avvicina alla minima distanza due volte l’anno.

Le immagini pubblicare dall’ESA questa settimana sono state ottenute il 22 marzo del 2023 durante una fase di massimo avvicinamento.

Non deve suscitare meraviglia il fatto che la diffusione di immagini e risultati scientifici avvenga a distanza di numerosi mesi dalla data in cui sono stati raccolti. La riduzione, analisi ed interpretazione delle osservazioni è un procedimento che può essere estremamente complesso e richiedere tempo.

Il satellite ospita 10 strumenti diversi con cui esplorare il Sole. Alcuni strumenti (chiamati in situ) servono a misurare proprietà del Sole (ad esempio il vento solare) nelle immediate vicinanze del satellite; altri strumenti (chiamati remote sensing) misurano proprietà a grande distanza (ad esempio sulla superficie solare).

Tra gli strumenti in situ citiamo EDP (Energetic Particle Detector) e il magnetometro MAG, i quali misurano, rispettivamente, le proprietà delle particelle del vento solare e il campo magnetico in prossimità del satellite. Tra i remote sensing vi è il coronografo Metis che studia la corona solare.

Obiettivi del Solar Orbiter

Lo scopo scientifico della missione è di ottenere informazioni che possano aiutare ad una maggiore comprensione del Sole. Nello specifico, Solar Orbiter è in grado di osservare proprietà del Sole e fenomeni di natura magnetica con un dettaglio non ottenibile dalla Terra.

sun — L'immagine inquadra la stessa zona dell'immagine di sopra mostrando la distribuzione del campo magnetico superficiale, massimo al centro della macchia, e con polarità invertite (colori verde-giallo). Credit: ESA & NASA/Solar Orbiter/PHI Team

In particolare, si vuole comprendere meglio il meccanismo responsabile del ciclo di 11 anni delle macchie solari (ed in generale del livello di attività magnetica); il meccanismo di riscaldamento dell’atmosfera solare la quale in corona raggiunge milioni di gradi; i meccanismi di formazione del vento solare e cosa lo acceleri fino a raggiungere velocità di centinaia di chilometri al secondo; l’impatto del vento solare sul nostro pianeta.

Le recenti immagini

Il 22 marzo del 2023 Solar orbiter ha osservato il Sole utilizzando tutti i suoi strumenti di bordo. L’ESA mercoledì scorso ha pubblicato 4 immagini ottenute dallo strumento PHI dopo una lunga analisi dei dati raccolti.

Queste immagini mostrano con estremo dettaglio caratteristiche della superficie del Sole e del suo campo magnetico.

Le immagini sono state ottenute con uno strumento remote sensing chiamato PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager). E’ uno strumento potente che riesce a fotografare il disco solare nel visibile, la direzione (polarità) del campo magnetico nella fotosfera solare, ma anche la direzione e la velocità con cui si muove il plasma superficiale, sia per la rotazione del Sole sia per gli effetti della convezione turbolenta superficiale.

Sun — L'immagine del Sole nella banda ultravioletta mostra quanto complessa sia la struttura magnetica nell'atmosfera solare, con regioni più brillanti perché più calde e scure perché più fredde. Credit: ESA & NASA/Solar Orbiter/PHI & EUI teams; Data processing: J. Hirzberger (MPS) & E. Kraaikamp (ROB)

Una della quattro immagini è quella della fotosfera, cioè della "superficie" solare. Grazie alla vicinanza del satellite al Sole, nell’immagine si notano le caratteristiche macchie solari come anche l’aspetto granuloso della superficie, dovuto al ribollimento superficiale del plasma solare.

Le macchie solari sono regioni della superficie in cui la temperatura è più bassa rispetto alla fotosfera circostante. Queste zone di raffreddamento sono prodotte dall’emersione in superficie di intensi campi magnetici generati ed intensificati negli strati interni.

Seconda immagine è quella del campo magnetico superficiale. L'intera superficie solare è pervasa da un campo magnetico che raggiunge la massima intensità in corrispondenza delle macchie solari.

Altra immagine (quella di copertina) mostra la distribuzione della velocità del plasma superficiale. Il colore rosso indica la metà del disco solare che per effetto della rotazione (nell'immagine da sinistra a destra) si allontana dall'osservatore, mentre il colore blu la metà del disco che si avvicina all'osservatore. Anche in questo caso si nota l'aspetto granuloso della superficie dovuto al moto ascendente e discendente del plasma a livello fotosferico.

Ultima immagine è ottenuta nell'ultravioletto e mostra strati atmosferici al di sopra della fotosfera. Questi sono molto più caldi e raggiungono i milioni di gradi in corona. E' suggestiva la complessità delle strutture magnetiche (a forma di filamenti) che pervadono l'intera atmosfera.