Macchie Solari

L'attuale ciclo di macchie solari del Sole svanirà o crepiterà?

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Recentemente, annunciato un team di scienziati solari che prevedono che l'attuale ciclo magnetico del Sole, che è appena iniziato circa un anno fa, sarà piuttosto mite, proprio come l'ultimo. Ne ho scritto all'epoca, perché il comportamento del Sole può avere effetti profondi sulla Terra, inclusi danni ai satelliti, mettendo in pericolo gli astronauti nello spazio e causando interruzioni di corrente diffuse sulla Terra. Le conseguenze possono essere molto, molto serie.

Ma tieni le pressioni! Un altro team di astronomi solari ha appena pubblicato il proprio studio , e, sulla base della loro ipotesi piuttosto insolita del comportamento del Sole , prevedere che il ciclo attuale potrebbe essere molto forte, anzi tra i più forti mai visti!

Chi ha ragione? Bene, lo scopriremo presto.



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Al minimo solare (dicembre 2019, a sinistra) non si vede una macchia, mentre al massimo (luglio 2014, a destra) la faccia del Sole è disseminata di macchie. Credito: NASA / SDO / Joy NgIngrandire

Al minimo solare (dicembre 2019, a sinistra) non si vede una macchia, mentre al massimo (luglio 2014, a destra) la faccia del Sole è disseminata di macchie. Credito: NASA / SDO / Joy Ng

Il Sole attraversa un ciclo in cui la sua attività magnetica cresce e si indebolisce in un periodo di circa 11 anni (e infatti la polarità inverte ogni ciclo, con i poli magnetici nord e sud che si invertono, quindi è davvero un ciclo di 22 anni). Le macchie solari sono un aspetto di questa attività magnetica; man mano che il ciclo va avanti e l'attività cresce, vediamo più macchie solari scure sulla superficie del Sole. Vediamo anche più attività temporalesche come potenti bagliori esplosivi ed enormi espulsioni di massa coronale (CME).

Non è ben compreso il motivo per cui esiste questo ciclo, o cosa sta succedendo nel profondo del Sole per produrlo, o perché a volte un ciclo è più lungo o più corto. Per lo più dobbiamo estrapolare da ciò che vediamo in superficie. Inoltre, non sappiamo perché la forza dell'attività cambia da ciclo a ciclo, ma a volte vediamo meno macchie solari, a volte molte di più.

Il numero degli ultimi cicli di macchie solari conta, al 1° dicembre 2020. L'ultimo ciclo, 24 (freccia), era debole ma breve e gli scienziati prevedono che una breve durata significa che il ciclo 25 sarà forte. Credito: SILSO / Osservatorio del BelgioIngrandire

Il numero degli ultimi cicli di macchie solari conta, al 1° dicembre 2020. L'ultimo ciclo, 24 (freccia), era debole ma breve e gli scienziati prevedono che una breve durata significa che il ciclo 25 sarà forte. Credito: SILSO / Osservatorio del Belgio

Siamo appena usciti dal ciclo 24, che era abbastanza debole mentre andavano, con meno macchie solari - ha raggiunto un massimo di circa 120 visti contemporaneamente. La faccia del Sole è stata quindi vuota per molto tempo fino a quando non abbiamo iniziato a vedere di nuovo le macchie nel gennaio 2020, e una grande solo la scorsa settimana . Non è chiaro cosa accadrà mentre ci avviciniamo al prossimo picco a metà del 2025.

È qui che entra in gioco la seconda squadra di astronomi; non sono d'accordo con il consenso che l'attività sarà come l'ultimo ciclo. Si basano su osservazioni passate del complesso comportamento magnetico del Sole e hanno ipotizzato una strana ipotesi su cosa sta succedendo al Sole.

Sappiamo da tempo che quando inizia un ciclo, le macchie solari tendono a formarsi alle medie latitudini (circa 55° dall'equatore solare) in entrambi gli emisferi solari, e poi nel tempo le vediamo formarsi sempre più vicino a l'equatore. Quindi, se guardi all'inizio del ciclo, vedi punti intorno a 55° di latitudine e un anno dopo potrebbero essere scesi a 50°.

La banda nell'emisfero nord ha la polarità magnetica inversa rispetto a quella nel sud. Alla fine, quando si incontrano vicino all'equatore, si annullano a vicenda. Gli scienziati lo chiamano evento di terminazione , e quando ciò accade il ciclo è finito.

Ma qui è dove si complica. Ci vogliono circa 19 anni perché le bande di un ciclo arrivino all'equatore, e quando è circa a metà si forma un'altra serie di bande a 55°. Possono vederlo come un aumento dell'attività solare a quella latitudine, lampi di luce ultravioletta estrema che si verificano sopra la superficie che indicano la presenza di profonde bande di campi magnetici a forma di ciambella (toroidali) in profondità sotto la superficie.

A volte, la migrazione di queste bande verso il basso attraverso le medie latitudini rallenta. Non è chiaro perché. Ma gli scienziati ipotizzano che questo rallentamento consente alle bande che si incontrano all'equatore di interagire per periodi più lunghi. Questo tende a far durare più a lungo il minimo solare (quando l'attività magnetica è debole e ci sono poche o nessuna macchia), ma hanno notato durante le loro osservazioni che significa anche che anche il ciclo successivo è più debole, producendo meno macchie solari.

Al contrario, più velocemente le bande attraversano le medie latitudini del Sole, più forte è il ciclo successivo.

Una macchia solare delle stesse dimensioni della Terra è stata osservata dal Daniel K. Inouye Solar Telescope, rivelando dettagli di appena 20 km di diametro. L'immagine è larga circa 16.000 km.Ingrandire

Una macchia solare delle stesse dimensioni della Terra è stata osservata dal Daniel K. Inouye Solar Telescope, rivelando dettagli di appena 20 km di diametro. L'immagine è larga circa 16.000 km. I colori sono mostrati in arancione, rosso e marrone, ma la lunghezza d'onda effettiva utilizzata era di 530 nanometri, nella parte verde dello spettro. Credito: NSO / AURA / NSF

Normalmente, i cicli vengono misurati dal minimo al minimo, ma in realtà è piuttosto difficile da misurare. Questi eventi di terminazione sono più facili da misurare e forniscono una base più concreta per le lunghezze dei cicli. E se fatto in questo modo, affermano gli scienziati, la correlazione tra la lunghezza del ciclo e l'attività del ciclo successivo è più chiara e può essere estesa fino ai primi cicli osservati nel 18° secolo.

Guardando i vari cicli, la durata media è di 11 anni, ma alcuni durano di più, e quello che hanno scoperto è che il ciclo dopo quelli erano più deboli. E quando un ciclo era più breve, il ciclo successivo era più forte.

Il numero di macchie solari rispetto alla lunghezza del ciclo (a sinistra) mostra che l'ultimo ciclo, 24, era debole ma breve, durando solo 9,5 anni. Il numero di macchie solari per ciclo tracciato rispetto alla lunghezza del ciclo precedente mostra una forte tendenza.Ingrandire

Il numero di macchie solari rispetto alla lunghezza del ciclo (a sinistra) mostra che l'ultimo ciclo, 24, era debole ma breve, durando solo 9,5 anni. Il numero di macchie solari per ciclo tracciato rispetto alla lunghezza del ciclo precedente mostra una forte tendenza e prevede che il ciclo attuale (25) dovrebbe essere abbastanza forte. Credito: McIntosh et al.

Il ciclo 24, l'ultimo ciclo, è durato solo circa 9,5 anni secondo il loro nuovo metodo. È molto meno della media, tra i cicli più brevi visti. Pertanto, prevedono che il ciclo 25, quello in cui ci troviamo ora, sarà abbastanza forte. Prevedono che dovrebbe avere circa 233 punti, sebbene qualsiasi cosa in un intervallo da 204 a 254 rientri nella loro incertezza.

Ma anche nella fascia bassa è quasi due volte ciò che l'altra squadra prevede per questo ciclo. Quindi abbiamo una chiara differenziazione tra i due, e questo significa che presto vedremo chi ha ragione. È raro che due ipotesi in competizione siano così distinte, quindi la gara è iniziata!

Il numero di macchie solari - un proxy per l'attività magnetica solare - dal 1749, che mostra il ciclo di circa 11 anni. Gli scienziati prevedono che il nostro ciclo attuale, 25, potrebbe essere molto forte, tra i più forti mai visti. Credito: McIntosh et al.Ingrandire

Il numero di macchie solari - un proxy per l'attività magnetica solare - dal 1749, che mostra il ciclo di circa 11 anni. Gli scienziati prevedono che il nostro ciclo attuale, 25, potrebbe essere molto forte, tra i più forti mai visti. Credito: McIntosh et al.

Se hanno ragione, allora possiamo aspettarci molta attività dal Sole nei prossimi anni. Questo è critico . Ci sono centinaia di miliardi di dollari di satelliti in orbita intorno alla Terra, e loro... sono a rischio di grandi eventi solari come brillamenti e CME , che possono danneggiare o distruggere i loro circuiti. Gli astronauti sulla stazione spaziale devono rifugiarsi nella parte più profonda della stazione quando il Sole si arrabbia, e nel 1989 (durante il Ciclo 23) un grande ECM ha causato blackout diffusi in Canada , anche in Québec.

Questa è una minaccia che dobbiamo prendere sul serio. Sono in gioco delle vite, ed è in gioco il nostro stile di vita tecnologico. Queste sono le ragioni principali per cui l'astrofisica solare e la meteorologia spaziale sono studiate così intensamente dagli scienziati. Dobbiamo capire meglio questa stella accanto alla quale viviamo.



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