Le onde solari e la corona bollente
Onde prodotte dall'instabilità di Kelvin-Helmoltz nell'atmosfera solare, riprese dall'osservatorio spaziale SDO. Cortesia: NASA/SDO/Astrophysical Journal
Nell'immagine qui sopra, acquisita dal Solar Dynamics Observatory l’8 aprile 2010, il Sole è stato ripreso nell'ultravioletto, a 193 ångström. Nel particolare ingrandito al centro è visibile il formarsi di una serie di onde, generate da un tipo di instabilità dei fluidi, detta di Kelvin-Helmholtz. Il dettaglio appare ulteriormente ingrandito nei sette fotogrammi sulla destra, acquisiti a intervalli di due minuti l’uno dall’altro. La risoluzione delle immagini è altissima. La configurazione di onde fotografata è infatti un particolare minuscolo a confronto con le dimensioni del Sole: misura “appena” quanto gli Stati Uniti d’America, da una costa all’altra…
L’instabilità di Kelvin-Helmholtz agisce quando due fluidi scorrono con continuità l’uno accanto all’altro, possedendo velocità e densità diverse. Emerge allora spontaneamente una figura a onde, che è diffusissima in natura. Sulla Terra la vediamo, per esempio, nella conformazione di alcune nuvole o nelle onde che si creano alla superficie del mare (per la felicità dei surfisti), sotto l’azione combinata del vento e dell’acqua. Ma le onde appaiono anche su Saturno, come mostra l’immagine più sotto, e ora – evento atteso ma non scontato – sono state osservate anche sul Sole.
L'instabilità di Kelvin-Helmoltz agisce sulla forma di queste nuvole. Cortesia: Danny Ratcliffe
Onde prodotte dall'instabilità di Kelvin-Helmoltz su Saturno. Cortesia: NASA/Cassini
Sembra che la formazione delle onde sul Sole avvenga per il passaggio di plasma, eruttato dall’interno della stella, attraverso strati di plasma statico, già presente nell’atmosfera solare. Si pensava che gli intensi campi magnetici che percorrono la corona solare impedissero la formazione, o almeno la persistenza, di simili onde, ma le inequivocabili riprese del satellite SDO mostrano che evidentemente non è così.
Si tratta di una scoperta importante, perché consentirà forse di gettare qualche luce su un fenomeno che rimane sostanzialmente misterioso. La corona solare, infatti, presenta una temperatura elevatissima, circa un migliaio di volte, in media, maggiore di quella della fotosfera (la superficie apparente del Sole). Come è possibile che la corona sia tanto più calda della fotosfera? La spiegazione più probabile è che questo calore abbia a che fare con le forti tensioni magnetiche presenti in questa regione, molto rarefatta, dell'atmosfera solare. Tuttavia l’esatto meccanismo di comunicazione del calore rimane ancora sconosciuto, anche se, forse, almeno una parte della soluzione dell’enigma sta proprio nella fisica delle onde, prodotte nel plasma solare dall’instabilità di Kelvin-Helmholtz.
Simulazione al computer della formazione di onde nel plasma solare. Cortesia: Ofman/Thompson/Astrophysical Journal Letters
Un’intervista al prof. Leon Ofman sulle onde osservate nell’atmosfera solare. Cortesia: Ofman/Thompson/Astrophysical Journal Letters
Riferimenti
NASA - National Aeronautics and Space Administration
Cue the surfing music. Scientists have spotted the iconic surfer's wave rolling through the atmosphere of the sun. This makes for more than just a nice photo-op: the waves hold clues as to how ...
http://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/news/sun-surfing.html
Kelvin-Helmholtz instability - Wikipedia, the free encyclopedia
The Kelvin-Helmholtz instability (after Lord Kelvin and Hermann von Helmholtz) can occur when there is velocity shear in a single continuous fluid, or where there is a velocity difference across the
http://en.wikipedia.org/wiki/Kelvin%E2%80%93Helmholtz_instability
Corona - Wikipedia, the free encyclopedia
Light from the corona comes from three primary sources, which are called by different names although all of them share the same volume of space. The K-corona (K for kontinuierlich, "continuous" in ...
Photosphere - Wikipedia, the free encyclopedia
The photosphere of an astronomical object is the depth of a star's outer shell from which light is radiated. The term itself is derived from Ancient Greek roots, φῶς, φωτός/ phos, photos m...
Plasma (physics) - Wikipedia, the free encyclopedia
The presence of a non-negligible number of charge carriers makes the plasma electrically conductive so that it responds strongly to electromagnetic fields. Plasma, therefore, has properties quite ...
SDO | Solar Dynamics Observatory
SDO is designed to help us understand the Sun's influence on Earth and Near-Earth space by studying the solar atmosphere on small scales of space and time and in many wavelengths simultaneously.
Tag: articoli, Sole, plasma, Kelvin-Helmoltz, SDO, corona solare, fotosfera, campi magnetici
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Michele Diodati ama lo spazio ma non disdegna il tempo. Amico personale di Talete, passeggiava con lui quando questi cadde in un fosso, intento com'era a scrutare le stelle.
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