Il riscaldameno della corona solare tramite nano-brillamenti. Pubblicato su ApJ: “Statistical Signatures of Nanoflare Activity. I. Monte Carlo Simulations and Parameter-space Exploration” di D. B. Jess (Queen’s University Belfast)

Il Sole ha ancora segreti che la comunità scientifica internazionale sta cercando di svelare. Uno di questi è il meccanismo di riscaldamento della corona solare. Mentre il plasma nella fotosfera solare ha mediamente una temperatura di 5700 gradi, infatti, i due strati dell’atmosfera solare, ossia la cromosfera e la corona, sono caratterizzate da plasma a temperature più elevate: circa 10000 gradi in cromosfera e 1-2 milioni di gradi in corona. Deve esistere quindi un meccanismo di riscaldamento particolarmente efficace, capace di provocare un innalzamento della temperatura da circa 5700 gradi ad alcuni milioni di gradi andando dalla fotosfera alla corona solare.

 

Tipicamente i meccanismi suggeriti come responsabili di questo riscaldamento coinvolgono il campo magnetico solare. Il plasma coronale, infatti, è a bassa densità (10⁸-10⁹ volte meno denso della fotosfera) ed altamente ionizzato. In queste condizioni, il campo magnetico solare domina la dinamica del plasma coronale ed ha un ruolo fondamentale nell’evoluzione della corona e delle sue regioni attive (regioni della corona particolarmente luminose ai raggi X ed UV dove il plasma ha temperature ancora più elevate). Uno dei meccanismi di riscaldamento della corona spesso invocato è quello dei nano-brillamenti. I brillamenti sono tra i fenomeni più violenti e spettacolari che avvengono nel Sole. Si innescano quando il campo magnetico rilascia gradi quantità di energia a seguito di cambiamenti della sua topologia. Parte di questa energia viene depositata in fotosfera, riscaldando localmente il plasma che comincia ad evaporare e riempire le strutture magnetiche sovrastanti, che hanno una tipica forma ad arco. Questo processo crea gli incandescenti (con temperature spesso oltre i 10 milioni di gradi) archi coronali che caratterizzano la corona solare.

 

Vari studi dimostrano come la frequenza con cui avvengono i brillamenti in funzione della loro energia (dN/dE) sia una legge di potenza dell’energia del flare (dN/dE∼E^-α). Se l’indice di potenza α è ≥2, allora la frequenza dei brillamenti più piccoli (i nano-brillamenti) è tale da poter essere responsabili del riscaldamento della corona solare. Questi nano-brillamenti, però, non producono effetti così evidenti da essere osservati singolarmente dagli strumenti che monitorano attualmente il Sole. Nelo studio: “Statistical Signatures of Nanoflare Activity. I. Monte Carlo Simulations and Parameter-space Exploration” di D. B. Jess (Queen’s University Belfast; California State University Northridge), recentemente pubblicato su “The Astrophysical Journal” con la collaborazione di F. Reale (UNIPA/OAPA), l’emissione di uno sciame di nano-brillamenti è simulata con un approccio Monte Carlo, ottenendo delle fluttuazioni di intensità che sono analizzate statisticamente. I risultati ottenuti sono poi applicati ad immagini ottenuti con il Solar Dynamic Observatory (SDO) della regione coronale attiva NOAA 11366, stimando un indice di potenza α compreso tra 1.8 e 1.9. Questo suggerisce che i nano-brillamenti non siano il principale meccanismo di riscaldamento di questa regione attiva, il che ha delle implicazioni importanti sulle teoria che cerca di spiegare il riscaldamento della corona solare.

 

La figura (link) mostra un’immagine SDO della regione attiva oggetto di questo studio.