Il 12 Ottobre 2022, durante un passaggio ravvicinato al Sole, il coronografo Metis a bordo della sonda Solar Orbiter, progettata dall’Agenzia spaziale europea, ha registrato un fenomeno spettacolare mai osservato prima con simile chiarezza: un’elica di plasma che si avvolge nella corona solare, animandosi in un movimento torsionale continuo durato diverse ore.
Per la prima volta, grazie a una risoluzione temporale e spaziale senza precedenti, è stato possibile osservare in diretta l’espulsione di strutture elicoidali compatibili con le torsioni magnetiche alla base della formazione del vento solare. Il riquadro giallo evidenziato nell’immagine ottenuta da Metis mostra in dettaglio la struttura a spirale protagonista dello studio. Al centro dell’immagine compare il Sole osservato dal telescopio Eui alla lunghezza d’onda di 174 ångstrom. Il merito dell’elaborazione visiva va a Vincenzo Andretta dell’Inaf di Napoli.
L’osservazione è stata possibile grazie all’integrazione tra immagini in luce visibile e tecnologie di elaborazione avanzata applicate da Metis, strumento sviluppato in Italia da Inaf, Università di Firenze, Università di Padova, Cnr-Ifn e Agenzia spaziale italiana, in collaborazione con importanti realtà industriali nazionali. Le immagini hanno rivelato come il Sole trasferisca energia e materia nello spazio in forma di onde di plasma intrecciate, offrendo una visione diretta dei processi che influenzano la dinamica dell’eliosfera.
Alla guida dello studio, pubblicato oggi su The Astrophysical Journal, il primo ricercatore Paolo Romano dell’Inaf di Catania, che ha coordinato il lavoro di un gruppo internazionale. Romano evidenzia come questa sia la prima documentazione diretta di un fenomeno così esteso e duraturo, attribuibile alla riconnessione magnetica all’interno di una configurazione chiamata pseudostreamer.
Gli pseudostreamer, veri e propri condotti magnetici nel campo della corona solare, si configurano come due regioni di polarità opposta immerse in un ambiente a campo magnetico aperto. Queste “canne del vento” solari diventano, in seguito a un’eruzione, punti di origine del plasma che si propaga nello spazio interplanetario.
Nel caso osservato da Metis, tutto è iniziato con l’eruzione di una protuberanza polare – un gigantesco arco di plasma sospeso nella regione nord del Sole – che ha generato una piccola espulsione di massa coronale (CME). Tuttavia, l’aspetto più affascinante è stato rilevato nella fase successiva, quando Metis ha catturato la nascita di strutture filamentose, luminose e scure, che si attorcigliavano tra 1,5 e 3 raggi solari lungo la linea radiale della corona.
Il gruppo di ricerca ha interpretato queste spirali come l’evidenza visiva di un processo noto ma mai documentato con questa precisione: la riconnessione magnetica, che sposta plasma e torsione magnetica dalle zone chiuse del campo solare verso quelle aperte, generando le onde di Alfvén torsionali e lanciandole nello spazio.
Un contributo chiave è arrivato dalle simulazioni numeriche avanzate di Peter Wyper dell’Università di Durham, in collaborazione con Spiro Antiochos del Goddard Space Flight Center della Nasa. Le immagini sintetiche riprodotte nei modelli mostrano una dinamica quasi identica a quella osservata da Metis, confermando l’efficacia della strumentazione italiana e l’accuratezza dei modelli teorici.
Marco Romoli, docente all’Università di Firenze e responsabile scientifico dello strumento, sottolinea l’importanza di questa osservazione: per la prima volta si può seguire l’intero ciclo di rilascio di energia magnetica, dalle sue radici sulla superficie solare fino alla dispersione nello spazio.
Marco Stangalini, a capo del programma Solar Orbiter per Asi, precisa che le fluttuazioni magnetiche torsionali come quelle osservate sono considerate uno dei principali motori dell’accelerazione del vento solare. Metis, con la sua elevata cadenza temporale, consente di osservarle direttamente, offrendo nuovi strumenti per affinare i modelli fisici esistenti.
Le osservazioni di Metis non solo convalidano le teorie più sofisticate, ma suggeriscono anche che la riconnessione magnetica a piccola scala possa essere un fenomeno costante e diffuso sulla superficie del Sole, dando origine a una miriade di “microgetti” che alimentano il vento solare alfvénico rilevato anche dalla sonda Parker Solar Probe.
In altre parole, quella spirale di plasma visibile nella corona potrebbe rappresentare la manifestazione macroscopica di un processo pervasivo e fondamentale per la comprensione della nostra stella madre.
