La banda del ferro nella luminosità della Corona Solare

TAG: cicli solari, macchie solari, cicli solari, minimo solare, corona solare, spettrografia solare

Il 4 luglio è passato facendo pensare solo alla Festa dell’Indipendenza Americana, mentre bisogna ricordare che è anche stato il momento dell’apice dell’allineamento tra Saturno, il Sole, Giove e Urano.
Questo allineamento ha determinato un forte rallentamento dell’attività solare proprio nella sua fase di ascesa, inibendo di conseguenza il ciclo solare 24 appena sviluppatosi. Ciò comporterà nel tempo un raffreddamento climatico generalizzato sulla Terra per il calo dell'irradianza solare, in quanto l'effetto dell'allineamento planetario sarà esteso anche nei prossimi due anni.

Si tratta di un evento storico, oltre che drammatico, per il futuro del nostro pianeta. Ma da questo fatto, essendo noti alcuni elementi, possiamo anche presagire gli sviluppi futuri.

Iniziamo, quindi, un rapido excursus sullo stato dell’arte nella predittività dell'andamento dei cicli solari da parte di chi intende veramente capirci qualcosa con metodo scientifico.

Per primo cominceremo a parlare della Corona Solare, dalle ultime scoperte su di essa e quanto il suo sviluppo è predittivo per come il Sole si comporterà nel prossimo futuro.

Questo articolo rappresenta, pertanto, solo l’introduzione a quanto verrà pubblicato successivamente, ma è richiesta una preparazione di base per la comprensione di alcuni fenomeni che coinvolgono la Corona Solare.


Cominciamo dalla NASA, che ha pubblicato ai primi di maggio il seguente articolo, apparentemente di difficile comprensione pratica (http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2010/aas-eclipse.html).

Questo articolo è stato scritto da Laura Layton del Goddard Space Flight Center della NASA.
Il titolo è “La raccolta delle prime immagini delle eclissi fa cogliere la sfuggente linea del ferro nella Corona Solare”.

Ma cosa significa?

Convenzionalmente la Corona Solare, la parte più esterna dell'atmosfera del Sole che si estende per centinaia di migliaia di chilometri e che è valutabile chiaramente all’osservazione visiva solo durante le eclissi solari totali, viene divisa in tre zone:

La prima e più interna che si estende per circa un milione di chilometri dalla fotosfera, ossia la superficie del Sole; caratterizzata da un’emissione a spettro continuo causata dalla diffusione della luce fotosferica da parte del plasma.

Una seconda zona estesa fino a due milioni di chilometri e caratterizzata da particolari righe di assorbimento nell’osservazione spettroscopica, le cosiddette righe Fraunhofer (dal nome dello scopritore) circa 1000, identificate e accuratamente misurate da Anders Angstrom il cui nome è associato all’ unità di misura delle lunghezze d’onde, pari ad un decimilionesimo di millimetro.

Una terza zona che sfuma nello spazio e tocca l’orbita terrestre. Il cui spettro è caratterizzato dalle tipiche righe d’emissione di atomi fortemente ionizzati (Ca e Fe) a causa delle elevate temperature.

La linea del ferro è quindi la linea di emissione di particelle di ferro altamente ionizzate, cioè elettricamente cariche, che si estende per almeno tre raggi solari dalla superficie del Sole.

La Corona Solare è da formata da gas, in particolare idrogeno, e vapori provenienti dagli strati sottostanti dell'atmosfera solare ed è estremamente tenue.

Già da tempo è stato osservato che vi sono regioni specifiche di accrescimento della densità degli ioni del ferro nella corona predittive in relazione con lo stato di avanzamento del ciclo solare.

Questo sarà l’argomento del prossimo articolo in quanto è fondamentale capire qual’è la fase che sta attraversando in questo momento il nostro Sole e quindi cosa dobbiamo aspettarci dal futuro clima. In questa ricerca gli astronomi dell’Est sembrano un passo più avanti degli altri.

Quindi la quantità di ferro ionizzato presente nella corona può aiutarci a capire quale sarà l'impatto della fase del ciclo solare ha sulla Terra, in quanto esiste un collegamento diretto fra la distribuzione delle particelle cariche elettricamente (ionizzate) nella corona e l’irradiazione solare che riscalda il nostro pianeta.


Vediamo cosa si dice nell’articolo di Laura Layton una volta capito il titolo.

I fisici solari che stanno tentando di svelare i misteri della corona solare hanno trovato un altro pezzo del puzzle, osservando l'atmosfera più esterna del Sole durante le eclissi.

Le osservazioni terrestri rivelano sin dalle prime immagini che nella corona solare vi è l’emissione di ferro altamente ionizzato (Fe XI 789,2 nm) nella riga del vicino infrarosso. Le immagini sono state scattate durante le eclissi solari totali nel 2006, 2008 e 2009 da Adrian Daw, astrofisico della NASA, del Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, con un team internazionale di scienziati guidati da Shadia Habbal dell’Istituto di Astronomia (IFA) dell’Università delle of Hawaii.

"La prima immagine della corona in Fe XI 789,2 nm è stata presa durante l'eclisse totale di sole del 29 marzo 2006", ha detto Daw.

Le immagini hanno rivelato alcune sorprese. Più in particolare, che l'emissione si estende almeno per tre raggi solari dalla superficie del Sole, che è estesa solo una volta e mezzo all’altezza dell’equatore solare e che ci sono regioni ben localizzate di densità maggiore di questi ioni di ferro.

Queste immagini della corona solare sono sovrapposizioni di colore delle emissioni da linee di ferro altamente ionizzato nella eclissi del 2006 (colonna a sinistra) e del 2008 (colonna destra), con sovrapposizione di immagini in luce bianca aggiunte nella fila inferiore. Il rosso indica la linea di ferro Fe XI a 789,2 nm, il blu rappresenta la linea di ferro Fe XIII a 1.074,7 nm, e il verde indica la linea di ferro Fe XIV a 530,3 nm. Queste sono le prime mappe della distribuzione bidimensionale della temperatura elettronica coronale e dello stato di carica ionica (immagine di Habbal, et al).

La resa delle osservazioni, combinate con le osservazioni dello stato di carica del ferro, hanno reso possibile verificare, per la prima volta, la distribuzione bidimensionale della temperatura degli elettroni e la misura dello stato della carica. In questo modo si è stabilito il primo collegamento diretto tra la distribuzione degli stati di carica nella corona e la distribuzione degli stati di carica nello spazio interplanetario.

"Queste sono le prime mappe bidimensionali della distribuzione di temperatura elettronica coronale e stato di carica ionica", ha detto Daw.

Confronto tra la prima immagine della corona in Fe XI 789,2 nm, ripresa durante l'eclissi del 2006, con un'immagine a luce bianca riprese da Miloslav Drückmuller dell’Università di Brno della Repubblica Ceca. I cerchi colorati indicano l’emissione localizzata in Fe XI, che non hanno corrispondenza nella luce bianca (immagini di Habbal, et al).

La mappatura della distribuzione della temperatura e lo stato di carica degli elettroni di ferro nella corona durante l’eclissi solare totale rappresentano un passo importante nella comprensione della corona solare e l’impatto della stessa sulla meteorologia spaziale e di conseguenza sulla Terra.

I risultati ottenuti dagli scienziati saranno presentati al convegno dell'American Astronomical Society il 4 gennaio a Washington e pubblicato nel numero di gennaio di Astrophysical Journal.

Questa immagine della corona solare contiene la sovrapposizione di colori delle emissioni delle linee spettrografiche di ferro altamente ionizzato e la luce bianca raccolta nella eclissi del 2008. Il rosso indica la linea di ferro Fe XI a 789,2 nm, il blu rappresenta la linea di ferro Fe XIII a 1.074,7 nm, e il verde indica la linea di ferro Fe XIV a 530,3 nm. Questa è la prima mappa bidimensionale della distribuzione della temperatura elettronica coronale e lo stato di carica ionica (immagine di Habbal, et al).


La prossima settimana vedremo come con la valutazione della linea verde del ferro, in quanto caratteristica nelle diverse fasi del ciclo solare, è utile per valutare quale è la fase solare del ciclo in atto. In particolare nell'articolo, molto tecnico, degli astronomi slovacchi V.Rusin, M.Minarovjech e M.Saniga sul comportamento del Sole nel ciclo 24.

Pablito – 6 luglio 2010