Immagine artistica del Parker Solar Probe. Crediti Wikipedia.

La curiosità del mese

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Il vento solare e il nuovo Icaro

La curiosità del mese di settembre 2018 a cura di Tomaso Belloni

Fig. 1 - Macchie solari riprese dallo Swedish Solar Telescope all’Osservatorio Roque de los Muchachos di La Palma, Spagna. Da MediaInaf.

Il nostro Sole è una stella abbastanza tranquilla, ma non completamente.
Mentre l’immagine del sole che abbiamo nella luce visibile mostra soltanto delle macchie solari, osservando il sole a diverse lunghezze d’onda la situazione cambia radicalmente.
Le macchie solari sono collegate all’attività solare e costituiscono la base delle eiezioni coronali.
Il sole infatti non si limita alla palla gialla che vediamo in cielo: c’è una parte del sole costituita da gas molto caldo e a bassa densità che si estende ben oltre il disco che conosciamo: la corona solare.

Fig. 2 - La corona solare fotografata durante l'eclisse del 21 agosto del 2017. Da APOD del 30 aprile 2018.

Fig. 2 - La corona solare fotografata durante l’eclisse del 21 agosto del 2017. Crediti: APOD del 30 aprile 2018.

Da questa si origina il vento solare, un flusso di particelle cariche che si estende fino all’orbita della terra e oltre.
Sono le particelle del vento solare che, riuscendo a evitare lo schermo del campo magnetico terrestre, provocano le aurore.
Il vento solare è relativamente costante, ma l’attività del sole causa eiezioni coronali, cioè incrementi nell’emissione di particelle che possono essere molto intensi e in periodi di attività possono essere diversi ogni giorno.
L’attività del Sole segue le macchie solari e quindi come queste ha un periodo di undici anni, passando da un minimo di attività a un massimo dopo 5.5 anni per raggiungere un nuovo minimo 5.5 anni dopo. Il ciclo solare attuale sta per finire e siamo al minimo di attività.

Fig. 3 - Immagine artistica del campo magnetico terrestre in cui si nota come le regioni polari non siano schermate.

Le eiezioni coronali, soprattutto quelle giganti, provocano delle vere e proprie tempeste nel sistema solare e l’arrivo di grandi quantità di particelle cariche ha degli effetti sulla terra.
Il campo magnetico ci protegge, ma non nelle regioni polari: in corrispondenza di una tempesta associata a una eiezione gigante vengono sospesi i voli commerciali su rotte polari, troppo pericolosi per la radiazione.
Ma effetti nocivi si registrano anche sui satelliti artificiali intorno alla terra, per cui è meglio tenere sotto controllo l’attività del Sole.
Questo è stato fatto per anni tramite strumenti su satelliti e sonde artificiali, ma da pochi giorni la NASA ha lanciato una nuova sonda molto interessante per lo studio del Sole e del suo vento.

Fig. 4 - L’astrofisico Eugene Parker con in mano un modellino della sonda solare Parker a lui dedicata per il grande contributo che i suoi studi hanno dato per una migliore comprensione del Sole e del vento solare - Universita` di Chicago.

Stiamo parlando della Parker Solar Probe (Sonda Solare Parker), dedicata a Eugene Parker, un professore dell’Università di Chicago pioniere dello studio del sole.
Curiosamente, il Prof. Parker è ancora in vita e questa è la prima missione NASA dedicata a un personaggio vivente.
È stata lanciata, dopo anni di ritardo, il 12 agosto di quest’anno da Cape Canaveral con un razzo Delta IV Heavy.
Che cosa c’è di speciale in questa sonda? La traiettoria. Muoversi nel sistema solare non è semplice, soprattutto perchè per fare certe manovre si richiede molta energia.
Parker Solar Probe passerà più volte vicino a Venere per sfruttare il cosiddetto "effetto fionda", che usa la gravità del pianeta per alterare la triettoria della sonda.
A ogni passaggio la sua orbita ellittica lo porterà a passare sempre più vicino al sole.
Nella sua orbita più stretta arriverà a sei milioni di chilometri dal sole.

Fig. 5 - La traiettoria della sonda. Crediti: NASA.

Per noi che guidiamo un’auto sembra un numero enorme, ma per il sistema solare non lo è affatto.
È soltanto 8.5 volte il raggio del sole, un venticinquesimo della distanza della terra dal sole.
il pianeta Mercurio, il più vicino dal sole, arriva a 46 milioni di chilometri.
Parker Solar Probe ci permetterà di studiare il vento solare molto vicino al sole.
Il primo avvicinamento al sole, dopo il primo passaggio da Venere, sarà il 5 novembre di quest’anno, a 24.8 milioni di chilometri. Gli ultimi avvicinamenti saranno nel 2025 a 6.9 milioni di chilometri.
Ma come farà la sonda a evitare di finire come il mitologico Icaro, che si è avvicinato troppo al sole provocando la fusione della cera che teneva insieme le sue ali?
La radiazione solare sarà quasi 500 volte più forte di quella che arriva alla terra, ma la NASA non è Icaro.
Parker Solar Probe possiede uno scudo protettivo esagonale di più di due metri di diametro e spesso 11 centimetri, posizionato per coprire gli strumenti scientifici, che altrimenti fonderebbero in pochi secondi come le ali di Icaro.
Non soltanto: quando la sonda sarà lontana dal sole estenderà dei pannelli solari per ottenere energia, ma durante l’avvicinamento li ritrarrà per vitare di fonderli e ne estenderà uno molto più piccolo e dotato di un sistema di raffreddamento.
Questa volta vicino al sole ci si va ben preparati!
Ancora poco da aspettare e in Dicembre ci saranno i primi risultati.

Per saperne di più

Parker Solar Probe sito NASA del progetto - in inglese
Parker Solar Probe sito NASA del progetto - in inglese
Intervista a Eugene Parker video in inglese (31/07/2018)
Intervista a Eugene Parker video in inglese (31/05/2017)