E ‘ un’immagine del sole come niente nessuno ha mai visto: incandescente, noccioli dorati divisi da reticolato scuro, come una vetrata forgiata dall’astrofisica.
Ma quell’immagine, i dati di “prima luce” presi da un nuovo enorme telescopio solare, è solo un’anteprima di come l’osservatorio cambierà il modo in cui vediamo la stella che modella ogni giorno della nostra vita. Quell’immagine di “caramel corn” era sbalorditiva per molte persone, persino per gli scienziati solari.
La nuova immagine era “cristallina, nitida”, ha dichiarato Valentin Martínez Pillet, direttore dell’Osservatorio solare nazionale. Tale istituzione gestisce il Daniel K. Inouye Solar Telescope, che è stato finanziato dalla National Science Foundation e che ha catturato i nuovi dati. Martínez Pillet ha detto che, in decenni di visione di immagini solari, non ha mai visto nulla di simile a quello nuovo. “È buono come si arriva”, ha detto Space.com.
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“Era sempre il caso in cui guardavi l’immagine solare e sapevi, sì, dobbiamo fare meglio”, ha detto Martínez Pillet. Non piu’.
Ma anche se era intimorito proprio come tutti gli altri, ha visto l’immagine un po ‘ diverso rispetto ad altri possono avere. Molte persone si fissarono sui grandi “noccioli” pallidi, ciascuno delle dimensioni del Texas. Ma per Martínez Pillet, le caratteristiche più interessanti nell’immagine di prima luce erano i crepitii di luminosità granulata incastonati tra i chicchi.
Gli scienziati non sono mai stati in grado di vedere chiaramente quei granuli prima, eppure credono che i punti luminosi siano la chiave per comprendere i fenomeni solari e come sperimentiamo quegli eventi qui nel quartiere della Terra. “Come scienziati, i nostri occhi sono andati ai più piccoli, piccoli lineamenti”, ha detto Martínez Pillet. “La ragione di ciò è che sappiamo che queste sono le radici del campo magnetico solare.”
Il campo magnetico del sole determina esattamente come il plasma, o zuppa di particelle cariche che compongono la nostra stella, si muove nel sole e esplode attraverso il sistema solare. Le esplosioni assumono forme diverse, dal flusso lento e costante chiamato vento solare alle esplosioni massicce chiamate espulsioni di massa coronale. Ma intorno alla Terra, il plasma può causare una serie di fenomeni chiamati tempo spaziale, che possono danneggiare gli astronauti, danneggiare le comunicazioni e satelliti di navigazione, e causare altre interruzioni. Gli scienziati vogliono fare previsioni migliori di questi eventi, e per farlo, hanno bisogno di capire come il sole e il suo campo magnetico funzionano davvero.
Naturalmente, l’immagine crepitosamente “prima luce” è solo un passo verso il raggiungimento di tale obiettivo. E lo strumento che ha prodotto l’immagine è solo uno dei tre strumenti che il telescopio solare utilizzerà una volta che la struttura, situata sull’isola hawaiana di Maui, sarà pienamente operativa.
Gli altri due strumenti, che dovrebbero essere installati entro questa estate, diranno agli scienziati molto di più sulla dinamica del campo magnetico di quanto qualsiasi immagine potrebbe, grazie ad altre due tecniche chiave. “Tutto ciò che facciamo in astronomia è imaging, spettroscopia o polarimetria”, ha detto Martínez Pillet. “Noi astronomi solari abbiamo bisogno di fare tutti loro.”
La spettroscopia è una tecnica astronomica standard che analizza le specifiche lunghezze d’onda della luce che una sorgente emette — una tecnica che può rivelare le posizioni di diversi elementi. La spettroscopia può anche dire agli scienziati dove il plasma si muove-più in alto o più in basso nel sole — usando gli spostamenti Doppler, il fenomeno che modifica tutta la luce a seconda che la sua sorgente si stia muovendo verso o lontano dallo strumento.
La polarimetria è una tecnica astronomica meno comune, perché perché la polarimetria abbia successo, gli scienziati devono essere in grado di catturare molti fotoni, o luce, che è difficile per le stelle più lontane. Ma il sole è, ovviamente, molto più vicino di qualsiasi altra stella, e il polarimetro del Telescopio solare Inouye sarà il più grande strumento di questo tipo mai costruito, rendendo la polarimetria un approccio potente per studiare il campo magnetico del sole, ha detto Martínez Pillet.
In generale, il campo magnetico terrestre è ragionevolmente stabile nel tempo e nello spazio. Nord è nord è nord. Il campo magnetico del sole, al contrario, è dinamico. “Il sole ha miliardi di bussole e magneti in movimento, e abbiamo bisogno di conoscere le direzioni di queste bussole”, ha detto Martínez Pillet. Questo è ciò che rappresentano i piccoli punti luminosi della nuova immagine: campi magnetici individuali e dinamici.
E sebbene la maggior parte della luce solare non abbia alcun senso di direzione, la luce di questi punti lo fa perché il campo magnetico dà quella direzione della luce. La polarimetria misura quella direzione e queste misurazioni possono dare agli scienziati una migliore comprensione dell’attività nel campo magnetico.
Con questa conoscenza, gli scienziati sperano di iniziare a tracciare i fenomeni meteorologici spaziali fino ai loro inizi sul sole. “Siamo magneticamente collegati al sole”, ha detto Martínez Pillet. “Ci sono così tanti processi fisici che non sappiamo quali siano realmente le loro origini sul sole.”
Gli scienziati sperano che il nuovo telescopio solare fornisca loro dati abbastanza dettagliati per iniziare a valutare le potenziali origini di diversi fenomeni. “Abbiamo teorie”, ha detto Martínez Pillet. “Dobbiamo iniziare a dire:’ OK, queste sono le buone teorie; queste sono quelle che non funzionano.'”
Il Telescopio solare Inouye non sarà solo in questo sforzo. In particolare, ha due partner cruciali che stanno portando gli strumenti direttamente al sole: la sonda solare Parker della NASA e il Solar Orbiter, che la NASA e l’Agenzia Spaziale europea operano congiuntamente. La sonda solare Parker sta volando più vicino alla superficie del sole di qualsiasi veicolo spaziale ha prima, e l’Orbiter solare, che ha lanciato il mese scorso, darà agli scienziati il loro primo sguardo ai poli del sole.
Il telescopio solare Inouye ha compagnia anche qui sulla Terra, ha detto Martínez Pillet. In particolare, ha indicato la rete del National Solar Observatory di sei telescopi solari più piccoli di stanza in tutto il mondo. Questi telescopi, che lavorano due alla volta mentre la rotazione terrestre trasporta ciascuno in vista della nostra stella, offrono uno sguardo costante sull’intero lato rivolto verso la Terra del sole.
Con questi quattro progetti, gli scienziati sperano di capire il tempo spaziale abbastanza bene da prevederlo in modo affidabile. “Avremo bisogno di un decennio; sarà un processo lungo”, ha detto Martínez Pillet. “Sono tempi entusiasmanti per essere un astronomo solare.”
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