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Rendez-vous con il Sole, Solar Orbiter svela ‘campi di lucciole’

Il lungo viaggio di Solar Orbiter intorno al Sole è appena cominciato, ma i suoi occhi acuti hanno già mostrato dettagli inaspettati della nostra stella. Dettagli che, probabilmente, contribuiranno a svelare alcuni misteri del Sole.

Partiamo dall’inizio. Solar Orbiter è una missione nata dalla collaborazione tra l’Agenzia spaziale europea (Esa) e la Nasa, in cui anche l’Italia riveste un ruolo molto importante. E’ proprio in Italia che è nato il coronagrafo Metis, il raffinato e potente strumento che ha permesso di catturare le prime immagini diffuse della missione partita a febbraio e attualmente ancora ‘in fase di crociera’, vale a dire in rodaggio. Eppure già in grado di fornire materiale utilissimo per la comunità scientifica. Le prime spettacolari immagini hanno mostrato degli sbuffi di plasma con caratteristiche inattese. Ne abbiamo parlato con il responsabile di Solar Orbiter per l’Istituto nazionale di Astrofisica (Inaf), Silvano Fineschi.

@ESA

“Si può immaginare come un campo di lucciole, con piccoli punti di luce che si accendono e si spengono. Il fenomeno transiente, molto variabile nel tempo, limitato dal punto di vista spaziale e molto intenso, è un trasferimento continuo di energia dal campo magnetico solare al plasma. Un grande enigma della fisica solare è come mai allontanandosi dalla fotosfera, cioè la superficie luminosa del sole, che ha seimila gradi, la temperatura aumenta, diventa milioni di gradi. La differenza è tra temperatura e calore- chiarisce Fineschi, a colloquio con la Dire- il fiammifero è ad alta temperatura, ma a basso calore, per esempio, la vasca da bagno con acqua calda o una bacinella di acqua bollente riscaldano di più una stanza di un fiammifero. La corona del Sole è a mille gradi, ma la densità del plasma è bassissima. C’è il vuoto. Però i volumi sono talmente grandi per cui fa grande massa di atmosfera che ha temperature di milioni gradi. La sorgente di questa energia è il campo magnetico. Quello che non si sa è come viene trasferita al plasma”.

Nei suoi sette anni di vita operativa, da novembre 2021 in poi, la sonda Solar Orbiter proverà a spiegarlo. Non solo. Sarà anche la prima missione a mostrarci le calotte polari del Sole: a un certo punto il satellite si solleverà rispetto al piano dell’orbita su cui si muove la Terra e questo permetterà di vedere le zone polari del Sole, che non possiamo scorgere dal nostro pianeta.

Non è solo questione di durata della missione e di vicinanza al Sole, ma anche di accuratezza e potenza degli strumenti a bordo che, come abbiamo visto, ancora in fase di messa a punto hanno svelato un’attività magnetica molto più intensa del previsto.

Che ruolo ha l’Italia?

Il ruolo dell’Italia è decisivo. Sia dal punto di vista della sonda – per esempio Thales Alenia Space a Torino ha costruito lo scudo termico- e poi dal punto di vista della strumentazione. Il coronografo Metis è a guida italiana. Inaf è a capo del team scientifico, con osservatorio di Torino, Università di Firenze, Università di Padova e Cnr. Questo team ha ideato lo strumento- innovativo-, in grado di operare a diverse distanze dal Sole e ad alte temperature”.

Accademia e industria si sono incontrate in Altec, azienda partecipata dalla stessa Thales Alenia Space e dall’Agenzia spaziale italiana (Asi), che, sempre a Torino, ospita Opsys, lo spazio che contiene il ‘Sole artificiale’, una camera in cui simulare l’esposizione alla luce e al calore solare prima della partenza della missione. Oggi, Altec ha il compito di elaborare e archiviare i dati ottenuti da Solar Orbiter, attualmente a una distanza di 77 milioni di chilometri dal Sole, 4 minuti luce.

Abbiamo approfondito le caratteristiche del coronagrafo Metis, che ha permesso di ottenere le prime, spettacolari immagini del Sole, con Stefano Cesare, responsabile dello strumento per Thales Alenia Space.

“E’ un coronagrafo, uno strumento che serve ad osservare la corona del Sole. Non la luce che arriva dal disco, ma quella che viene dalla regione che si trova tra il disco e lo spazio esterno. Quella regione che si osserva durante le eclissi totali di Sole: quando la luce del disco, milioni di volte superiore a quella della corona, viene occultata. In questo caso l’eclisse è creata artificialmente dallo strumento stesso, che ha il suo interno un occultatore che intercetta la luce che esce dal disco solare e le impedisce di arrivare sui rilevatori, lasciando passare solo quella della corona”.

“Un altro aspetto della spettacolarità di Metis è che osserva la corona in due frequenze diverse: nella luce visibile e nell’ultravioletto, simultaneamente– aggiunge Cesare-. E’ la prima volta che un coronagrafo produce immagini della corona solare in queste due regione spettrali e combinando queste informazioni si ottengono risultati scientifici molto importanti”.

Per difendere Solar Orbiter dal calore del Sole, è stato pensato e realizzato in Italia un apposito scudo termico.

“Ha un ruolo fondamentale perché protegge la sonda stessa e si suoi strumenti dal calore- spiega Cesare-. E’ fatto di più strati, lo spessore complessivo è di circa 40 cm. Con lo strato più esterno intercetta il calore che arriva dal Sole, che quando la sonda sarà nel punto più vicino al Sole, l’intensità che riceverà sarà circa 13 volte quella che la Terra riceve dal Sole. Questo calore viene poi intercettato e viene impedito che raggiunga la parte interna della sonda: in parte viene ri-emesso verso la direzione da cui lo riceve, la maggior parte viene ri-emessa ai lati della sonda”.

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20 Luglio 2020
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