Questo splendido video della superficie solare avrebbe fatto inorridire tolemaici e aristotelici

In un breve video, il satellite Solar Orbiter ci mostra una vista mozzafiato della superficie solare, così ricca di strutture complesse e dinamiche da far sorridere al pensiero della concezione tolemaica e aristotelica del Sole come sfera perfettamente liscia.

L’idea che il Sole fosse un corpo celeste perfetto, perfetto nella forma, perfetta la sua superficie, perfetto il suo moto celeste, ha accompagnato l’uomo per numerosi secoli.

Un breve cenno storico

Si riteneva che il movimento del Sole, come di tutti gli altri corpi celesti, fosse legato al movimento delle cosiddette sfere celesti.

Nella cultura greca, specificamente nella concezione geocentrico-tolemaica, il cielo era costituito da sfere concentriche di dimensioni diverse e tutte in movimento. Si pensava che Sole, Luna e pianeti fossero fissati ognuno ad una propria sfera e da queste trasportati nel loro movimento rotatorio. La sfera più esterna, quella delle stelle fisse, o “primo Mobile”, imprimeva il moto a tutte le altre.

Questa idea di perfezione, e quindi di eterna immutabilità del Sole, iniziò ad essere incrinata da Galileo Galilei.

Fu questi per primo ad osservare delle imperfezioni sulla superficie solare, delle macchie scure (le macchie solari), da lui interpretate come nuvole attaccate alla superficie e da questa trasportate nel moto di rotazione del Sole.

Sfere celesti — Rappresentazione delle sfere celesti. Ad ognuna è fissato un pianeta che viene trasportato dal movimento della corrispondente sfera. Credit: Alvaro Marques Hijazo

A mettere in discussione l’idea di perfezione ed immutabilità dei corpi celesti contribuirono anche le contemporanee osservazioni della Luna (la cui superficie era tutt’altro che liscia), di Saturno (i cui anelli non risolti dal cannocchiale di Galilei ne davano una forma discoidale e non sferica), di Venere la cui forma (a motivo delle fasi) cambiava nel tempo.

Da decenni ormai sappiamo che la superficie del Sole è tutt’altro che liscia. Ad essere più precisi, è addirittura improprio parlare della "superficie" di una stella, in quanto, a differenza di quella dei pianeti rocciosi, la densità del gas diminuisce gradualmente andando verso l’esterno.

Nel Sole, come in tutte le stelle simili al Sole, la fotosfera è quella che viene assimilata come “superficie” anche se non si tratta di una superficie nel senso geometrico del termine. Sopra questa si sviluppano tre diversi strati atmosferici: la cromosfera, la regione di transizione e corona, con temperature crescenti dai 6000 gradi della fotosfera solare, ai milioni di gradi della corona.

Come appare oggi la superficie del Sole

Grazie ai telescopi spaziali, ormai da anni non abbiamo più bisogno di immaginare quanto complessa possa essere la superficie del Sole e quanto questa superficie possa essere “tutt’altra cosa” rispetto a quanto immaginato dai filosofi tolemaici e aristotelici.

Fotosfera solare — La superficie solare se osservata a bassa risoluzione sembra effettivamente una sfera perfettamente liscia. Tuttavia, le osservazioni ad alta risoluzione mostrano la vera immagine completamente diversa. Credit: NASA

Le immagini di due telescopi in particolare, attualmente operativi, cioè il Solar Orbiter e il Parker Solar Probe, ci mostrano in dettaglio fino a poco tempo fa inimmaginabile quanto siano complesse, ricche di strutture differenti e soprattutto variabili la superficie e l’atmosfera del Sole.

Il satellite Solar Orbiter dell’Agenzia Spaziale Europea è stato lanciato nel Febbraio del 2020 ed ha iniziato ad operare in maniera ininterrotta dal Novembre del 2021. Obiettivo primario della missione è l'osservazione quanto più ravvicinata possibile del Sole, l’esplorazione delle sue regioni polari, e la comprensione della composizione del vento solare e dove questo si origini sulla superficie solare.

Questo breve video realizzato dall’ESA della durata di pochi secondi mostra ciò che succede su una piccola porzione della superficie solare.

Si notano strutture e fenomeni di diversa natura, come il “muschio” coronale (coronal moss), cioè addensamenti di gas brillante (poiché molto caldo) di struttura filiforme che come merletti adornano la superficie e si localizzano prevalentemente intorno alla base degli archi coronali.

Parker Solar Probe lanciato nel 2018 è una missione della NASA con obiettivi simili a quelli di Solar Orbiter. Esso si è avvicinato al Sole penetrando la corona per studiare le proprietà e l’origine del vento solare e di come questo modificando mezzo interplanetario abbia effetto sulla Terra.

Il bordo è caratterizzato dalle spicole (spicules), cioè spire di gas caldo, strutture anch'esse brillanti che raggiungono la cromosfera (strato atmosferico che sovrasta la fotosfera) con i loro 10000 metri di altezza.

Si nota la comparsa di una piccola eruzione (di dimensioni quanto la Terra!) con plasma che prima viene eiettato e poi ricade sotto l’azione del campo magnetico

Sullo sfondo degli archi coronali si nota (di colore più scuro) la “pioggia coronale” (coronal rain), cioè gas più freddo che cade giù seguendo le linee del campo magnetico.

Queste visibili nel video del Solar Orbiter sono solo alcune della lunga lista di strutture e fenomeni che si manifestano sulla superficie solare e nella sua atmosfera.

Il sito dell'ESA, accessibile al seguente LINK, è ricco di video simili e di una ricca galleria fotografica di immagini raccolte dalla missione nel corso degli anni.