Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” offre una soluzione al mistero dell’inversione del campo magnetico locale nell’atmosfera solare, in gergo chiamato switchback, osservata negli ultimi decenni. Un team di ricercatori con un’importante partecipazione dell’Istituto nazionale di astrofisica (INAF) ha usato rilevazioni condotte con lo strumento METIS progettato anche dall’INAF della sonda spaziale Solar Orbiter per mettere alla prova le teorie prodotte nel corso degli anni.

Le prime inversioni del campo magnetico locale nell’atmosfera solare sono state rilevate negli anni ’70 dalle sonde spaziali Helios 1 e 2. La loro durata andava da pochi secondi a qualche ora e successivamente il campo magnetico torna alla sua direzione precedente. Successive missioni solari hanno rilevato questo fenomeno, compresa la Parker Solar Probe della NASA fino ad arrivare alla rilevazione del Solar Orbiter.

Lanciata il 20 febbraio 2020, la sonda spaziale Solar Orbiter ha lo scopo di compiere diversi studi del Sole. Questa missione dell’ESA a cui collabora anche la NASA ha condotto un passaggio relativamente ravvicinato al Sole alla fine del marzo scorso arrivando a una distanza inferiore a quella del pianeta Mercurio. Il 25 marzo il coronografo METIS ha condotto rilevazioni solari che secondo gli autori di questo studio hanno portato alla soluzione del mistero.

L’immagine in alto (ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al. (2022)) mostra il Sole visto dalla sonda spaziale Solar Orbiter il 25 marzo 2022. L’immagine centrale è stata catturata dallo strumento EUI (Extreme Ultraviolet Imager) mentre quella esterna è stata catturata dal coronografo METIS, il quale blocca la luce sulla superficie solare per poterne rilevare la tenue atmosfera esterna, chiamata corona. Lo switchback è la struttura in bianco/celeste sul lato sinistro.

Secondo gli autori di questo studio, il meccanismo che genera questi fenomeni è quello proposto dal professor Gary Zank dell’Università dell’Alabama a Huntsville, negli USA. Questa teoria esamina i diversi modi con cui le regioni magnetiche vicine alla superficie solare interagiscono tra loro.

L’immagine in basso (Cortesia Zank et al. (2020)) mostra il meccanismo di generazione di uno switchback. In (a) regioni attive sul Sole possono avere linee di campo magnetico aperte o chiuse. In (b) c’è un’interazione tra una regione magneticamente aperta e una chiusa che ha come conseguenza la creazione di una linea di campo con una forma simile a una S e la produzione di un’esplosione di energia. In (c) le linee di campo reagiscono alla generazione della forma a S rilasciando energia con una propagazione verso l’esterno, lo switchback. Uno switchback simile viene inviato nella direzione opposta, verso l’interno del Sole.

Il prossimo passo della ricerca consisterà nel cercare un nesso statistico tra gli switchback osservati sul posto e le regioni solari da cui provengono. In sostanza, una navicella spaziale dovrà volare attraverso il campo magnetico invertito e vedere cos’è successo sulla superficie del Sole. Questo lavoro potrebbe essere compiuto dal Solar Orbiter oppure da un’altra sonda come la Parker Solar Probe, il che sarebbe un altro frutto della collaborazione tra ESA e NASA.

Il prossimo passaggio ravvicinato al Sole della sonda spaziale Solar Orbiter avverrà il 13 ottobre. L’ossevazione di vari strati dell’atmosfera solare fornirà altre informazioni sulle inversioni di campo magnetico e su altri fenomeni. Ad esempio, gli autori di questo studio sono interessati all’origine del vento solare lento, un altro mistero da risolvere. Le condizioni sulla superficie del Sole e vicino ad essa rendono difficili gli studi ma pian piano gli scienziati stanno capendo i vari processi in atto.