UNO STUDIO SU PHYSICAL REVIEW

L’aquilone del vento solare

Un nuovo modello di analisi sembra spiegare quelle che fino a ieri erano incognite comportamentali del plasma del vento solare. Lo studio della Bochum University.

Come un aquilone. Così può essere rappresentato il vento solare se il  plasma beta è misurato in funzione dell’anisotropia di temperatura, perché i punti dati formano un’area romboidale intorno ad un valore (vedi figura di lato). I valori del plasma diventano instabili quando sono fuori dall’area romboidale, per tornare stabili all’interno del rombo. Di tale comportamento però fino ad ora mancava una spiegazione. In sostanza non si capiva perché le temperature del vento solare sono pressoché le stesse in certe direzioni e perché differenti densità di energia appaiano praticamente identiche.

Ora a questi quesiti sembra aver ottenuto una risposta grazie a un nuovo modello di analisi, sviluppato dai ricercatori della Bochum University, guidati dal prof. Reinhard Schlickeiser e illustrato in un articolo apparso  sulla Physical Review Letters.

I ricercatori della Bochum sono stati i primi ad incorporare gli effetti della collisione delle particelle del vento solare nel loro modello. Questo ha prodotto ad analisi dei dati sperimentali molto migliori delle precedenti e tale modello sembra valere anche per il plasma cosmico al di fuori del nostro sistema solare.

Il vento solare consiste in particelle cariche ed è permeato da un campo magnetico. Nell’analisi di questo plasma, i ricercatori indagano su due tipi di pressione: la pressione magnetica che descrive la tendenza delle linee del campo magnetico a respingersi, e la pressione cinetica risultante dalla quantità di moto delle particelle. Il rapporto tra pressione cinetica e pressione magnetica si chiama plasma beta. In molte sorgenti cosmiche, il valore del plasma beta è circa uno, tanto quanto la equipartizione dell’energia.

Nei modelli precedenti si ipotizzava che, a causa della bassa densità, le particelle di vento solare non si scontrassero direttamente, ma  interagissero tramite campi elettromagnetici. “Tali ipotesi non sono, tuttavia, più giustificata per i plasma beta piccoli più piccoli, dal momento che il calo dovuto alle collisioni tra particelle deve essere preso in considerazione“, spiega Michal Michno co-autore dello studio.

Il nuovo modello può essere applicato ad altri plasma cosmici che hanno densità,temperatura e intensità di campo magnetico simile a quello del vento solare. Anche se il diagramma di anisotropia di temperatura del beta plasma non ha esattamente la forma romboidale che i ricercatori hanno trovato per il vento solare, il meccanismo appena scoperto prevede che i valori siono sempre vicino a uno. In questo modo, la teoria rende anche un importante contributo alla spiegazione della equipartizione di energia nei plasmi cosmici al di fuori del nostro sistema solare.