Le stelle come enormi laboratori di fisica
Il progetto STARS2 (Simulations of turbulent, active and rotating suns and stars) ha lavorato per svelare turbolenza, magnetismo e rotazione solari e stellari mediante lo sviluppo di realistiche simulazioni numeriche multi-D (2D o 3D). Un modello 3D del Sole, integrato e dipendente dal tempo, che accoppia non linearmente, termicamente, meccanicamente e magneticamente l’interno radiativo con l’involucro convettivo, è stato sviluppato. Questo ha permesso lo studio in un modo consequenziale di come il Sole nel suo insieme (dal suo centro nucleare fino alla superficie) sta funzionando e trasportando calore, energia e momento angolare e sta generando e mantenendo il suo campo magnetico mediante un’azione dinamo. I modelli integrati hanno anche permesso di compiere dei progressi riguardo alle dinamiche della tachocline, che è uno stretto strato di taglio alla base dell’involucro convettivo, che si ritiene essere l’origine del campo magnetico su grande scala e dell’attività ciclica del Sole. In aggiunta, questi modelli hanno per la prima volta consentito la simulazione 3D delle onde interne che si formano e si propagano in un realistico interno radiativo del Sole, che può aiutare a guidare future ricerche di queste onde nel Sole reale mediante l’eliosismologia solare. Il fatto di avere accesso a modelli di dinamo solare a campo medio con attività ciclica ha permesso uno studio di come tale variabilità influenza le proprietà globali della corona solare e il vento solare di particelle che colpisce la Terra, e che potrebbe influire sulle prime fasi evolutive delle stelle. Nell’ambito del progetto sono stati calcolati i modelli di altri tipi spettrali di stelle. Queste simulazioni hanno tenuto conto di come un nucleo convettivo nelle stelle massive influenza l’esteso involucro radiativo e il magnetismo della superficie. Esse hanno inoltre mostrato come l’esteso involucro convettivo delle stelle giganti rosse (ovvero vecchi Soli) ruota e trasporta il momento angolare e come le giovani stelle che ruotano velocemente sviluppano intensi campi magnetici che potrebbero formare anelli e macchie stellari. Questa grande quantità di dati ha fornito delle intuizioni su come si comportano stelle simili al Sole e analoghi solari, e sulle differenze e le proprietà comuni riguardo al nostro Sole. L’accesso a modelli dinamici completamente non-lineari delle stelle può migliorare la nostra comprensione di questi oggetti così affascinanti e diversi.
