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Un fenomeno solare ben studiato potrebbe non essere così semplice come pensavamo. Nuove simulazioni suggeriscono che quelli che pensavamo fossero anelli di plasma noti come anelli coronali che eruttano dalla superficie del Sole lungo le linee del campo magnetico possono, almeno a volte, essere rughe in fogli ondulati di plasma.
Gli astronomi hanno soprannominato questo fenomeno il "velo coronale" e suggeriscono che sono necessarie ulteriori ricerche per cercare di capire come e perché si verificano. La scoperta è, dicono, significativa. Da quando gli anelli coronali sono stati identificati chiaramente per la prima volta nel 1960, gli scienziati solari li hanno usati per comprendere le proprietà del Sole, incluso il suo campo magnetico, la densità e la temperatura dell'atmosfera solare.
"Ho trascorso tutta la mia carriera a studiare i loop coronali", ha affermato l'astrofisica Anna Malanushenko del National Center for Atmospheric Research. "Non me lo sarei mai aspettato. Quando ho visto i risultati, la mia mente è esplosa". Gli anelli coronali sono affascinanti e belli: lunghi archi chiusi di plasma incandescente, a volte associati a macchie solari. Ma, sebbene gli scienziati li abbiano analizzati per capire meglio il Sole per decenni, alcune delle loro proprietà non corrispondono a ciò che potremmo aspettarci.
In primo luogo, i loop coronali associati alle macchie solari tendono ad essere molto più alti di quanto i calcoli suggeriscano che dovrebbero essere. In secondo luogo, i loop non diventano meno luminosi con l'altezza. Pensa alle limature di ferro cosparse vicino a una barra magnetica, auto-disposte in loop. Gli anelli che arrivano più lontano dal magnete sono più sottili e più tenui.
I loop coronali assomigliano a questi anelli di ferro, ma se i loop coronali fossero associati a campi magnetici, dovrebbero mostrare un'espansione visiva simile ma i loop più alti sono luminosi come quelli inferiori.
Malanushenko e il suo team hanno condotto modelli della corona solare utilizzando un programma software chiamato MURaM, che genera simulazioni magnetoidrodinamiche realistiche del Sole. Recentemente, questo è stato aggiornato per includere la corona solare, che lo ha reso uno strumento eccellente per cercare di comprendere meglio i loop coronali.
Quando il team ha eseguito le simulazioni, tuttavia, ha scoperto che i loop non sono sempre strutture discrete, ma si piegano in fogli di plasma otticamente sottili. Poiché queste rughe sono più spesse e più dense, possiamo vederle chiaramente.
Tuttavia, la simulazione ha anche rivelato che i loop coronali possono esistere anche da soli. Ciò suggerisce che la corona solare è un ambiente molto più complesso di quanto sapevamo. "Questo studio ci ricorda che dobbiamo sempre mettere in discussione le nostre ipotesi e che a volte la nostra intuizione può funzionare contro di noi", ha dichiarato Malanushenko.
Oltre ai veli coronali, le simulazioni del team catturano anche l'intero ciclo di vita di un brillamento solare e hanno prodotto set di dati tridimensionali dell'atmosfera solare che possono essere utilizzati per condurre osservazioni sintetiche del plasma e del campo magnetico. Questo può essere usato per sondare i loop e i veli in modo più dettagliato.
Questo perché comprendere queste strutture da osservazioni solari reali può essere complicato. Quando guardi un loop dal lato, la forma del suo loop non può essere vista; ma, quando si guarda dalla parte anteriore, non è possibile vedere quanto è largo il loop, se è più simile a un filo o un nastro di plasma.
Mentre i veli risolvono le proprietà dei loop coronali che non si adattavano del tutto, ci sono alcune domande che rimangono senza risposta. Ad esempio, come e perché si formano queste strutture e cosa le rende rugose. Non è nemmeno chiaro quanti di loro potrebbero essere veri e propri anelli coronali. Le osservazioni sintetiche potrebbero fornire alcune risposte.
Ciò richiederà la progettazione di nuovi metodi osservativi e tecniche analitiche, ma i risultati finora potrebbero avere implicazioni per altre aree della fisica del plasma, specialmente se ci sono strutture nel fluido che sono difficili, se non impossibili, da vedere. "Questo studio dimostra che il modo in cui attualmente interpretiamo le osservazioni del Sole potrebbe non essere adeguato per comprendere veramente la fisica della nostra stella", ha spiegato Malanushenko. "Questo è un paradigma completamente nuovo di comprensione dell'atmosfera del Sole".