Modellare i fenomeni esplosivi del Sole
Le CME sono nubi di campi magnetico e plasma, un gas riscaldato al punto da essere composto da ioni caricati positivamente ed elettroni liberi. Vi è una grande quantità di osservazioni relative a questi rilasci esplosivi di plasma dal Sole, tuttavia la loro analisi non è stata ancora conclusiva sui meccanismi che sono all’origine di questi importanti fattori del meteo spaziale. Con l’aiuto di simulazioni al computer all’avanguardia, gli scienziati al lavoro sul progetto “Solar dynamic phenomena as an astrophysical laboratory: Jets and coronal mass ejections” (JET-CME) hanno scoperto un importante tassello di questo puzzle. Più precisamente, i loro risultati mostrano in che modo e perché l’affioramento di campi magnetici, dall’interno del Sole fino alla superficie solare e al di sopra di essa, può innescare queste eruzioni. Attraverso delle simulazioni magnetoidrodinamiche tridimensionali, gli scienziati di JET-CME sono riusciti a riprodurre in che modo i fasci a spirale di flusso magnetico salgono dall’interno del Sole e successivamente interagiscono con i preesistenti campi magnetici nell’atmosfera solare. Per portare a termine questi esperimenti numerici avanzati di affioramento del flusso, essi hanno usato i supercomputer paralleli all’Università di St. Andrews (Scozia) e all’Università di Oslo (Norvegia). Mediante lo studio del processo di affioramento del flusso magnetico, gli scienziati hanno anche studiato l’emissione (ricorrente) di getti di plasma. Essi hanno scoperto che la riconnessione tra i campi magnetici che affiorano e quelli ambientali nell’atmosfera solare è in realtà il processo chiave responsabile di un’ampia varietà di espulsioni di plasma veloce e caldo a varie altezze atmosferiche. Ad esempio, essi hanno scoperto e studiato l’emissione di getti veloci (più veloci di 100 km al secondo) e caldi (con temperature superiori a 1 milione di gradi Kelvin), che prorompono dalla corona solare nello spazio esterno. Questi fenomeni esplosivi, con implicazioni per il riscaldamento della corona, vengono osservati nei dettagli da varie missioni solari (ad esempio il Solar Dynamics Observatory - SDO). Tuttavia, persino gli strumenti più avanzati nelle recenti missioni solari non sono in grado di catturare i meccanismi fisici che sono all’origine dei fenomeni esplosivi citati in precedenza. Un confronto tra le osservazioni aggiornate e i risultati delle simulazioni al computer ha consentito agli scienziati di JET-CME di svelare maggiori informazioni sulle dinamiche dell’atmosfera del Sole e sulla natura di vari eventi esplosivi (eruzioni e getti veloci). Per sviluppare le scoperte del progetto, gli scienziati di JET-CME sperano di utilizzare i modelli numerici testati in altri ambienti astrofisici più distanti ed esotici, come ad esempio i giovani oggetti stellari circondati da dischi di accrescimento. Il loro obbiettivo è quello di studiare in futuro le emissioni di getti di plasma come un processo fisico dell’universo.