Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” descrive una ricerca che offre una spiegazione all’origine delle spicole solari, getti intermittenti di plasma che si propagano dalla cromosfera solare fino alla base della corona a velocità molto elevate. Un team di ricercatori ha creato simulazioni al computer e le ha confrontate con osservazioni effettuate dalla sonda spaziale IRIS della NASA e dallo Swedish Solar Telescope situato alle isole Canarie che hanno confermato la validità dei modelli.

Le spicole solari vennero descritte per la prima volta in modo dettagliato da Padre Angelo Secchi nel 1877. Nel corso degli anni, i ricercatori hanno cercato di capire la loro origine e il loro ruolo nel trasporto di energia nell’atmosfera solare. C’era il sospetto che si trattasse di una fonte importante se non l’unica del riscaldamento della corona solare, che può raggiungere temperature di milioni di gradi, ma finora nessuno era riuscito a risolvere il mistero delle spicole.

Ora un team guidato da Juan Martinez-Sykora del Bay Area Environmental Reasearch Institute a Petaluma e del Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory offre una spiegazione dopo aver creato un modello informatico che ha simulato la formazione e la propagazione delle spicole solari. Queste simulazioni mostrano il legame delle spicole con perturbazioni dei campi magnetici su piccola scala nell’atmosfera solare.

Secondo queste simulazioni, le spicole solari si formano quando la tensione magnetica delle linee di campo viene amplificata e trasportata verso la superficie a causa dell’interazione tra particelle cariche e neutre. La tensione viene rilasciata in maniera improvvisa espellendo energia e plasma che ne viene riscaldato. Vengono così generate spicole ma anche onde di Alfvén, un potente tipo di onda magnetica che gli scienziati sospettano essere una chiave nel riscaldamento dell’atmosfera solare e nella spinta del vento solare.

La presenza di particelle neutre è necessaria perché le sole particelle cariche non sono sufficienti a far salire i campi magnetici oltre la superficie del Sole. L’interazione tra particelle cariche e neutre permette ai campi magnetici di muoversi più liberamente fino a risalire fino alla cromosfera dove la tensione viene rilasciata nelle spicole. L’attrito tra ioni e particelle neutrali riscalda il plasma ancor di più, sia all’interno che attorno alle spicole.

La presenza di particelle neutrali era l’elemento che rendeva difficile creare simulazioni accurate delle spicole perché le loro interazioni richiedono un’enorme potenza di calcolo. Il supercomputer Pleiades della NASA è molto potente ed è al n. 15 del mondo nella classifica Top 500 uscita qualche giorno fa ma la sua potenza di calcolo dev’essere suddivisa tra molte ricerche perciò quella sulle spicole ha richiesto un anno per completare le simulazioni.

A quel punto, il team di Juan Martinez-Sykora aveva un modello delle spicole solari ma era necessario verificarne la correttezza. Per fare ciò, i ricercatori hanno confrontato le simulazioni con osservazioni di spicole effettuate dalla sonda spaziale IRIS della NASA, lanciata quasi 4 anni fa proprio per contribuire a scoprire i segreti del Sole, e dallo Swedish Solar Telescope situato alle isole Canarie.

L’immagine mostra nella parte superiore spicole solari osservate dallo spettrografo della sonda spaziale IRIS, nella parte centrale una simulazione delle spicole e nella parte inferiore spicole osservate dallo Swedish Solar Telescope. È risultato che le simulazioni corrispondono alle osservazioni confermando la bontà del modello.

Si tratta di un notevole passo avanti nella comprensione dei processi in atto nell’atmosfera solare ma le spicole sono coinvolte anche nell’emissione del vento solare che colpisce i pianeti, Terra inclusa. La conseguenza è che questo tipo di ricerca aiuta a comprendere fenomeni fisici in atto sulle stelle difficili da riprodurre in laboratorio ma anche fenomeni che ci riguardano direttamente.