Il mistero di una delle anomalie più sconcertanti del Sole potrebbe essere finalmente risolto grazie a un'osservazione straordinaria che ha richiesto decenni di ricerca e tecnologie all'avanguardia. Gli scienziati hanno individuato per la prima volta prove dirette dell'esistenza di onde magnetiche torsionali nella corona solare, quelle oscillazioni sfuggenti che potrebbero spiegare perché l'atmosfera esterna della nostra stella raggiunge temperature di milioni di gradi mentre la superficie resta relativamente "fredda" a circa 5.500°C. La scoperta, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Astronomy il 24 ottobre, rappresenta la conclusione di una caccia scientifica iniziata negli anni Quaranta del secolo scorso.
Il protagonista di questa ricerca è il potente telescopio solare Daniel K. Inouye, situato alle Hawaii e gestito dalla National Science Foundation statunitense. Con il suo specchio di quattro metri di diametro, quattro volte più grande di qualsiasi telescopio solare precedente, questo strumento rappresenta il culmine di oltre vent'anni di collaborazione internazionale. È dotato di uno spettrometro criogenico all'infrarosso chiamato Cryo-NIRSP, considerato il dispositivo più sofisticato mai costruito per analizzare la corona del Sole, capace di rilevare strutture microscopiche e movimenti infinitesimali del plasma.
Le onde di Alfvén, chiamate così in onore del premio Nobel Hannes Alfvén che le teorizzò nel 1942, sono vibrazioni magnetiche che attraversano il plasma. Fino ad oggi gli astronomi avevano osservato solo le versioni più grandi di queste onde, spesso associate a violente eruzioni solari. Ma le loro controparti più piccole e costanti, quelle che potrebbero fornire un flusso continuo di energia all'atmosfera solare, erano rimaste invisibili agli strumenti disponibili. Il problema principale risiedeva nella loro natura: mentre le onde "kink" causano oscillazioni ampie di intere strutture magnetiche e sono facilmente individuabili nei video solari, le onde torsionali creano un movimento di torsione così sottile che può essere rilevato solo attraverso l'analisi spettroscopica.
Il professor Richard Morton dell'Università di Northumbria, che ha guidato lo studio, ha ottenuto tempo di osservazione mentre il telescopio era ancora in fase di collaudo. Utilizzando il Cryo-NIRSP, il suo team ha seguito il movimento del ferro nella corona, riscaldato alla straordinaria temperatura di 1,6 milioni di gradi Celsius. La vera svolta è arrivata quando Morton ha sviluppato un innovativo metodo di analisi dei dati per filtrare i movimenti oscillatori dominanti che mascheravano le torsioni ricercate. Gli scienziati hanno dovuto misurare come il plasma si sposti verso la Terra e se ne allontani, producendo caratteristici pattern rossi e blu sui lati opposti delle strutture magnetiche.
L'importanza di questa scoperta va ben oltre la pura comprensione teorica della fisica solare. La corona, quella parte dell'atmosfera solare visibile durante le eclissi totali, può superare il milione di gradi Celsius ed è abbastanza calda da spingere particelle cariche nello spazio sotto forma di vento solare che permea l'intero sistema solare. Questo flusso di particelle trasporta disturbi magnetici che possono interferire con i sistemi GPS, danneggiare satelliti e causare blackout nelle reti elettriche terrestri. Comprendere il comportamento delle onde di Alfvén diventa quindi cruciale per prevedere il cosiddetto "meteo spaziale".
La ricerca ha coinvolto un'ampia collaborazione internazionale con scienziati dell'Università di Pechino in Cina, della KU Leuven in Belgio, della Queen Mary University di Londra, dell'Accademia Cinese delle Scienze e del National Solar Observatory statunitense. L'Università di Northumbria ha contribuito attraverso un consorzio britannico che ha progettato telecamere per uno degli strumenti del telescopio, basandosi sulla solida tradizione dell'istituzione nella ricerca solare. Il progetto è stato finanziato da borse di ricerca UKRI, dalla National Natural Science Foundation cinese e dal programma Horizon Europe dell'Unione Europea.
Le onde recentemente osservate potrebbero anche spiegare i misteriosi "magnetic switchbacks", improvvise esplosioni di energia nel vento solare rilevate di recente dalla sonda Parker Solar Probe della NASA. Morton ha sottolineato che questa ricerca fornisce una validazione essenziale per l'ampia gamma di modelli teorici che descrivono come la turbolenza delle onde di Alfvén alimenti l'atmosfera solare. Avere finalmente osservazioni dirette permette di confrontare questi modelli con la realtà, aprendo nuove possibilità per studiare la fisica delle onde nell'atmosfera solare.
Questo rappresenta il terzo articolo pubblicato dal professor Morton quest'anno sulla sua ricerca dedicata alle onde di Alfvén. Ad aprile 2025 era uscito uno studio su The Astrophysical Journal riguardante le onde coronali ad alta frequenza osservate con il Cryo-NIRSP, seguito a giugno da un'ulteriore pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters dedicata alle origini di queste onde. Il team prevede che questa scoperta stimolerà ulteriori indagini su come queste onde si propagano e dissipano energia nella corona, sfruttando le capacità uniche dello strumento hawaiano di fornire spettri di altissima qualità.