I buchi coronali sono grandi regioni dell’atmosfera del Sole caratterizzate da una densità di plasma relativamente bassa e da una particolare configurazione aperta del campo magnetico. In pratica le linee del campo, invece di richiudersi sulla superficie solare, si estendono nello spazio interplanetario generando una parte significativa del vento solare veloce, il flusso di particelle che si allontana dal Sole a velocità che arrivano a 800 km al secondo, circa il doppio rispetto al vento solare normale. Quando osservati nell’ultravioletto estremo (Euv) da strumenti come il satellite Nasa Solar Dynamics Observatory (Sdo), questi oggetti appaiono più scuri e freddi rispetto alle zone circostanti ed è per questo che sono stati chiamati ‘buchi’.
Un buco coronale al polo nord del Sole osservato nei raggi X morbidi. Crediti: Nasa Goddard Laboratory for Atmospheres
Tuttavia, se si osservano i buchi coronali nelle onde radio i risultati non sono sempre allineati a quelli delle frequenze più alte. Un team di ricercatori coordinato da Marco Marongiu dell’Inaf di Cagliari ha analizzato, nell’ambito del progetto Sundish (coordinato da Alberto Pellizzoni, sempre dell’Inaf di Cagliari), circa 500 mappe radio del Sole, confrontandole principalmente con le osservazioni in ultravioletto estremo ottenute da Sdo. Il confronto ha mostrato che i buchi coronali possono avere un aspetto molto diverso a seconda della lunghezza d’onda utilizzata.
Alcuni risultano effettivamente più scuri anche nelle immagini radio. Altri, invece, appaiono più luminosi della superficie solare circostante. È un risultato apparentemente sorprendente, e fornisce informazioni importanti sulla struttura dell’atmosfera solare. La ragione è che osservare il Sole a frequenze diverse significa, in pratica, guardare strati e condizioni fisiche differenti della sua atmosfera. La banda K, utilizzata in questo lavoro (18–26 GHz), è particolarmente interessante perché permette di ottenere informazioni sulle regioni più alte della cromosfera e sulla zona di transizione verso la corona.
A sinistra e al centro, la “radio dark region” Rdr1 osservata il 21/11/2020 con Sdo (riga in alto) e in polarizzazione con il radiotelescopio di Medicina (riga in basso). A destra, Marco Marongiu (Inaf Cagliari)
La radiazione osservata è principalmente di origine termica: nel plasma solare gli elettroni interagiscono con gli ioni e producono radiazione alle frequenze radio. Misurando la cosiddetta temperatura di brillanza, i ricercatori possono quindi individuare differenze tra le varie regioni del disco solare e confrontare quantitativamente le strutture associate ai buchi coronali.
Uno degli aspetti più interessanti riguarda proprio i buchi coronali che risultano più brillanti nelle immagini radio. La loro maggiore luminosità potrebbe essere legata alla presenza di numerose piccole strutture magnetiche, come i coronal bright points, che alle risoluzioni dei radiotelescopi non possono essere osservate individualmente. La loro emissione viene quindi raccolta insieme e produce una regione radio apparentemente più grande e luminosa. È un po’ come osservare da grande distanza una città illuminata: le singole lampade non sono distinguibili, ma la loro luce combinata rende più luminosa l’intera area.
Lo studio mette in evidenza anche un’altra categoria di strutture: alcune regioni che appaiono scure nelle onde radio non corrispondono a veri e propri buchi coronali identificati nelle immagini Euv. Tra queste, gli autori individuano quella che interpretano come una possibile controparte radio di un dark halo, una struttura scura che può circondare alcune regioni attive del Sole. Questo risultato è particolarmente interessante perché suggerisce che gli effetti associati alle strutture magnetiche solari possano essere osservati anche negli strati relativamente bassi dell’atmosfera, e non soltanto nella corona.
La parabola “G. Grueff” dell’Inaf presso la stazione osservativa di Medicina (Bologna). Crediti: Fabio Cappelli
Le osservazioni radio, condotte con il Sardinia Radio Telescope (Srt) di San Basilio e il Grueff Radio Telescope (Grt) di Medicina, mostrano quindi un Sole diverso da quello che siamo abituati a vedere nelle immagini ultraviolette. Una regione che nell’Euv appare semplicemente come una grande macchia scura può contenere, se osservata in radio, una struttura molto più articolata, fatta di piccole regioni magnetiche, variazioni di temperatura e differenti condizioni del plasma.
Questo tipo di osservazioni è importante anche per comprendere meglio il vento solare. I buchi coronali sono, come dicevamo, una delle principali regioni associate alla fuoriuscita di vento solare veloce e studiarne la struttura magnetica e termica ai diversi livelli dell’atmosfera può aiutare a capire come il plasma riesca a passare dalla superficie del Sole allo spazio interplanetario.
Per saperne di più:
- Leggi su Solar Physics l’articolo “Exploring Coronal Holes Through K-Band Radio Observations (18-26 GHz) with INAF Radio Telescopes”, di Marco Marongiu, Giulia Murtas, Alberto Pellizzoni, Sara Mulas, Maria Noemi Iacolina, Simona Righini, Elise Egron, Abimael Xavier Barbosa Amaro, Adriana Marcucci, Massimiliano Oranges, Davide Napolitano, Maddalena Sirigu, Mauro Messerotti, Salvatore Luigi Guglielmino, Alessandra Zanichelli, Vincenzo Andretta, Serena Maria Lezzi, Luca Schirru, Adelaide Ladu, Pierluigi Ortu, Giuseppe Valente, Mauro Pili, Tonino Pisanu, Giampaolo Serra, Alessandro Cabras, Andrea Melis, Pasqualino Marongiu, Alessandro Navarrini, Giuseppe Pupillo, Mattia Mancini e Pietro Zucca