Turbolenze solari

Utilizzando simulazioni al computer, un gruppo di ricercatori è riuscito a spiegare perché durante i brillamenti solari le linee magnetiche si spezzino e si ricompongano, contraddicendo un teorema fondamentale della fisica. La spiegazione sta in fenomeni di turbolenza simili a quelli che incontrano gli aerei volando nell'atmosfera terrestre. di Antonio Marro Quando un’eruzione solare sputa particelle cariche fuori dal Sole, si creano campi magnetici che sembrano infrangere una regola fondamentale della fisica. Secondo un importante teorema dei flussi magnetici, il teorema di Alfvén,

le linee di forza magnetiche dovrebbero fluire assieme alle particelle e parallelamente ad esse. Invece, nelle eruzioni solari le linee qualche volta si rompono e si ricollegano rapidamente in un modo che da tempo lascia perplessi gli astrofisici. Un gruppo di ricerca interdisciplinare guidato da ricercatori della Johns Hopkins University crede di aver trovato la chiave del mistero. Il colpevole è la turbolenza, più o meno dello stesso tipo delle violente turbolenze che possono sballottare un aereo passeggeri quando è nell’atmosfera terrestre. Il teorema di Alfvén è stato sviluppato 70 anni fa da Hannes Alfvén, che in seguito ha vinto il premio Nobel per la fisica per i suoi lavori. Afferma che le linee di forza magnetiche sono trasportate lungo un fluido in movimento, come dei fili gettati in un fiume, e quindi non si potranno mai “rompere” e ricollegare. Ma gli scienziati hanno scoperto che all’interno di violente eruzioni solari, il principio non sempre è valido. Infatti gli studi di questi brillamenti hanno stabilito che le loro linee di campo magnetico qualche volta si rompono come elastici troppo allungati e si ricollegano in appena 15 minuti, rilasciando grandi quantità di energia che alimentano il flare. Il team ha sviluppato una simulazione al computer per replicare ciò che accade all’interno dei brillamenti solari. ”La nostra risposta è stata molto sorprendente”, ha detto Gregory Eyink, primo autore dello studio su Nature. “Il teorema di Alfvén non è più vero quando il plasma diventa molto turbolento. La maggior parte dei fisici si aspettava che avrebbe svolto un ruolo ancora più grande, ma nella simulazione appena il plasma è diventato più turbolento il flusso si è rotto completamente. Con grande stupore, abbiamo scoperto che il moto delle linee del campo magnetico diventa del tutto casuale, non voglio dire ‘caotico’, ma piuttosto imprevedibile come la meccanica quantistica. Infatti invece di posizionarsi in maniera ordinata, le linee del campo magnetico si posizionano come un pennacchio di fumo. ” La ricerca potrebbe portare a una migliore comprensione dei brillamenti solari e delle espulsioni di massa coronale, eventi che tra l’altro possono mettere in pericolo gli astronauti, mettere fuori uso i satelliti di comunicazione e anche portare a massicci black-out di reti elettriche sulla Terra. Immagine: In questa immagine, il Solar Dynamics Observatory (SDO) ha catturato un brillamento solare di classe X1.2, con un picco il 15 maggio 2013. Credit: NASA / SDO (INAF) Fonte

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