Un gruppo di ricercatori dell’Università di Birmingham e dell’Università di Yale ha analizzato oltre 40 anni di dati astronomici per capire come la struttura interna del Sole cambi da un minimo all’altro del ciclo solare. I risultati dello studio, pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mostrano che anche piccole variazioni dell’attività magnetica solare possono produrre cambiamenti misurabili all’interno della nostra stella.
Il Sole nell’ultravioletto, come osservato dal Solar Dynamics Observatory della Nasa, in due periodi: il recente minimo solare intorno al 2019 e il massimo solare che lo ha preceduto, quando il Sole era molto più attivo. Crediti: Nasa/Sdo/Joy Ng
Ogni 11 anni il Sole attraversa un ciclo di attività magnetica e raggiunge il periodo di minima attività durante il cosiddetto “minimo solare”: poche macchie solari, campi magnetici più deboli e una superficie più uniforme.
Gli astrofisici hanno studiato cosa accade all’interno del Sole durante quattro di questi periodi tranquilli, tra i cicli solari 21 e 25, analizzando i dati raccolti da sei telescopi distribuiti in tutto il mondo, noti come Birmingham Solar-Oscillations Network (BiSon). Questa rete globale di telescopi terrestri, operati a distanza, garantisce un monitoraggio continuo, 24 ore su 24, delle oscillazioni solari e fornisce una visione completa dell’evoluzione del ciclo solare.
I ricercatori hanno esaminato le minuscole vibrazioni all’interno del Sole, generate da onde sonore intrappolate che lo fanno oscillare impercettibilmente, per capire cosa accade sotto la sua superficie. Si tratta del primo studio che confronta quattro minimi solari consecutivi osservando l’interno della stella attraverso queste oscillazioni, nel campo di ricerca noto come eliosismologia.
In particolare, gli scienziati hanno cercato un caratteristico “glitch” nelle onde sonore, prodotto quando l’elio diventa doppiamente ionizzato, che provoca variazioni nella velocità del suono all’interno del Sole. Le osservazioni sono state poi confrontate con le previsioni dei modelli solari, introducendo lievi modifiche alle condizioni interne.
È emerso così che il minimo solare del 2008/2009, tra i cicli 23 e 24 – uno dei più lunghi e tranquilli mai registrati – presentava condizioni interne sensibilmente diverse rispetto a quelle degli altri tre minimi analizzati. Il “glitch” dell’elio era significativamente più marcato rispetto agli altri tre minimi, a indicare una reale differenza nella struttura interna del Sole. Nei suoi strati esterni, la velocità del suono risultava più elevata, suggerendo gas più caldi e densi e campi magnetici più deboli.
«Per la prima volta siamo riusciti a quantificare chiaramente come la struttura interna del Sole varia da un minimo di ciclo all’altro. Gli strati esterni della stella subiscono piccole variazioni durante i cicli di attività, e abbiamo scoperto che i minimi più profondi e tranquilli lasciano un’impronta interna misurabile», commenta Bill Chaplin, dell’Università di Birmingham.
I risultati dei ricercatori potrebbero rivelarsi utili per prevedere i cicli futuri di attività solare, un’informazione preziosa, poiché l’attività del Sole è responsabile del tempo meteorologico spaziale. Queste esplosioni energetiche possono avere effetti significativi sulla Terra, causando blackout nelle comunicazioni radio, errori nei sistemi Gps, guasti alle reti elettriche e danni ai satelliti di comunicazione.
«Studiare il comportamento del Sole sotto la sua superficie durante questi periodi di calma è fondamentale, perché queste dinamiche influenzano direttamente lo sviluppo dei livelli di attività nei cicli successivi», dice Sarbani Basu, dell’Università di Yale.
«Il nostro lavoro dimostra l’importanza delle osservazioni sismiche stellari a lungo termine. Con le prossime missioni, come quella dell’Agenzia Spaziale Europea Plato, le tecniche utilizzate in questo studio potrebbero essere applicate ad altre stelle simili al Sole, aiutandoci a capire meglio come cambia la loro attività e come ciò influisce sui loro ambienti, compresi eventuali pianeti che ospitano», conclude Chaplin.
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “The seismic diversity of four successive solar cycle minima as observed by the Birmingham Solar-Oscillations Network (BiSON)” di Sarbani Basu, William J Chaplin, Rachel Howe, Yvonne Elsworth, Steven J Hale ed Eleanor Murray