Il Sole e il potere dei suoi devastanti “superflare”

Le eruzioni solari che investono il nostro Pianeta sono frequenti. Ma si tratta di eventi che sono davvero poca cosa rispetto agli apocalittici disastri che il nostro Pianeta potrebbe vivere se fosse colpito da quello che gli astronomi definiscono, eloquentemente, un “superflare”, ossia un brillamento di portata estremamente superiore. Ma è davvero possibile che si verifichi? Un team internazionale di ricercatori, ha mostrato in un nuovo studio che uno scenario di questo genere potrebbe essere, ahinoi, tutt’altro che ipotetico.
Stefano Pisani, 08 Aprile 2016
Micron
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Giornalista Scientifico

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Anche in questo momento, mentre state tranquillamente leggendo questo articolo, la Terra è investita da grandi tempeste solari, chiamate tecnicamente ‘flare’, che causano aurore boreali e, nei casi più “dramatici”, interruzioni di corrente elettrica. Ma si tratta di eventi che sono davvero poca cosa rispetto agli apocalittici disastri che il nostro Pianeta potrebbe vivere se fosse colpito da quello che gli astronomi definiscono, eloquentemente, un “superflare”, ossia un brillamento di portata estremamente superiore. Ma è davvero possibile che si verifichi? Un team internazionale di ricercatori guidato da Cristoffer Karoff dell’Università di AArhus, in Danimarca, ha mostrato in un nuovo studio che uno scenario di questo genere potrebbe essere, ahinoi, tutt’altro che ipotetico.
Le eruzioni solari che investono il nostro Pianeta sono frequenti. Si tratta di fenomeni in cui particelle energetiche vengono scagliate dal Sole nello spazio: quelle dirette verso la Terra incontrano poi il campo magnetico che avvolge il nostro Pianeta. Quando interagiscono con quest’ultimo provocano meravigliose aurore, fenomeno molto romantico che però ci ricorda quanto la nostra stella sia un vicino di casa davvero imprevedibile. Quando però il Sole, durante grandi eruzioni, riversa quantità gigantesche di plasma caldo, possono esserci gravi conseguenze per la Terra. Le eruzioni solari, tuttavia, sono nulla in confronto a quelle che si osservano in altre stelle e che, appunto, assumono spesso le dimensioni di ‘superflares’.

I SUPERFLARE
I superflare sono rimasti sostanzialmente circondati dal mistero fino a quando, quattro anni fa, la missione Keplero ne ha osservato un grande numero. La loro scoperta ha sollevato diverse, importanti questioni: i superflare delle stelle lontane sono prodotti dallo stesso meccanismo che genera le “normali” eruzioni solari? Se è così, allora anche il Sole è potenzialmente in grado di produrre un superflare? Il gruppo internazionale di ricerca guidato da Karoff, come si legge nello studio pubblicato su Nature Communications, è stato in grado di fornire risposte (che in qualche senso potremmo definire allarmanti) ad alcune di queste domande.
Innanzitutto, c’è da dire che il Sole è in grado di produrre eruzioni di portata monstre che possono abbattere le comunicazioni radio e le forniture di energia elettrica sulla Terra. La più grande eruzione mai osservata ha avuto luogo nel mese di settembre del 1859, in cui enormi quantità di plasma caldo provenienti dal Sole hanno colpito il nostro Pianeta. Il primo settembre del 1859, gli astronomi hanno osservato che una delle macchie scure sulla superficie del Sole diventava improvvisamente estremamente brillante. Questo fenomeno non era mai stato osservato prima e nessuno ne conosceva il reale significato. La mattina del 2 settembre, le prime particelle di questa enorme eruzione solare raggiunsero la Terra e determinarono quella che è stata poi battezzato l’ “Evento di Carrington”: aurore associate a questo evento furono viste fino all’estremo sud del mondo (a Cuba e persino dalle isole Hawaii, per esempio) e mandarono in tilt i sistema telegrafici in tutto il Pianeta. Record storici ricostruiti grazie delle carote di ghiaccio prelevate dalla Groenlandia indicano che, in quell’occasione, lo strato protettivo di ozono dell’atmosfera terrestre fu danneggiato dalle particelle energetiche dovute alla tempesta solare. L’osservazione di eruzioni di questo genere su altre stelle ha poi permesso di capire che gli altri astri possono dare luogo a fenomeni fino a diecimila volte più intensi dell’Evento Carrington.

IL RUOLO DEI CAMPI MAGNETICI
I flare solari si verificano quando i grandi campi magnetici sulla superficie del Sole collassano: quando questo si verifica, vengono rilasciate enormi quantità di energia magnetica. Karoff e il suo team hanno analizzato le osservazioni dei campi magnetici sulla superficie di quasi centomila stelle effettuate con il nuovo telescopio Guo Shou Jing, in Cina. Gli scienziati hanno dimostrato che i superflare si formano probabilmente attraverso lo stesso meccanismo che genera le eruzioni solari comuni. “I campi magnetici sulla superficie delle stelle che producono superflare sono generalmente più intensi di quelli che misuriamo sul Sole. È stato questo dato, essenzialmente, ad averci fatto comprendere che i superflare si formano nello stesso modo delle eruzioni solari” ha spiegato Karoff.

UN SUPERFLARE SOLARE OGNI MILLENNIO?
Poiché il suo campo magnetico è troppo debole, non sembra dunque probabile che il Sole possa essere in grado di creare un superflare. Tuttavia, di tutte le stelle con superflare analizzate, circa il 10 per cento aveva un campo magnetico paragonabile a quello solare (o anche più basso). Pertanto, anche se non è molto probabile, non è ancora escluso che il Sole possa produrre un gigantesco superflare. “E’ stata una sorpresa. Di certo non ci aspettavamo di trovare delle stelle con superflare che avessero campi magnetici piccoli, paragonabili a quelli sul Sole. Questo significa che è possibile che la nostra stella possa generare un superflare, un pensiero molto spaventoso” aggiunge Karoff . “Se un’eruzione di queste dimensioni colpisse la Terra avrebbe conseguenze devastanti, non solo per tutte le apparecchiature elettroniche ma anche per la nostra atmosfera e, quindi, per la capacità del nostro Pianeta di sostenere la vita”.

I “REGISTRI” NEGLI ALBERI
E le preoccupazioni non finiscono qui. Gli archivi geologici mostrano infatti che il Sole potrebbe aver già generato un piccolo superflare nel 775 d.C. Gli anelli di accrescimento degli alberi indicano, infatti, che nell’atmosfera terrestre, in quel periodo, si sono formate grandi e anomali quantità di carbonio-14, un isotopo radioattivo del carbonio. Il carbonio-14 si forma quando particelle come i raggi cosmici entrano nell’atmosfera della Terra provenendo dalla Via Lattea oppure quando sono generati da protoni energetici che si originano in particolar modo nel Sole in corrispondenza di eruzioni solari. Gli studi compiuti grazie al telescopio Guo Shou Jing hanno supportato l’idea che l’evento del 775 d.C. abbia avuto effettivamente le proporzioni di un piccolo superflare, un’eruzione solare 10-100 volte più intensa della più grande eruzione solare mai osservata. “Uno dei punti di forza del nostro studio è il fatto che siamo stati in grado di mostrare che le osservazioni astronomiche di superflare concordano con gli studi terrestri sugli isotopi radioattivi negli anelli degli alberi” dichiara Karoff. Grazie a questa correlazione, infatti, le osservazioni dal telescopio Guo Shou Jing possono essere utilizzate per valutare la frequenza con la quale si verificano superflare su una stella con un campo magnetico simile al Sole. Il nuovo studio mostra che il Sole, statisticamente parlando, potrebbe dare luogo a un piccolo superflare ogni millennio. Una conclusione che è in accordo con l’idea secondo cui l’evento del 775 e uno simile, nel 993, siano stati causati da piccoli superflare sul Sole. L’uso del nuovo telescopio Guo Shou Jing per questo tipo di studio non è stato casuale. Per misurare i campi magnetici, Karoff e il suo team hanno infatti compiuto osservazioni a uno spettro diverso per ognuna delle 100.000 stelle disponibili per questa analisi. Gli spettri sono utili perché mostrano i “colori” (o lunghezze d’onda) della luce dalle stelle e determinate lunghezze d’onda corta (ultravioletti) possono essere utilizzate per misurare i campi magnetici intorno alle stelle. I telescopi convenzionali sono in grado solo di resistere uno spettro di una singola stella alla volta. Se dunque le osservazioni compiute nel nuovo studio fossero state effettuate con un altro telescopio, come il telescopio ottico Nordic – un telescopio che lo stesso gruppo di ricerca ha usato in precedenza – avrebbero richiesto da 15 a 20 anni di lavoro continuo. Il telescopio Guo Shou Jing, detto anche LAMOST, è ottimizzato invece per fornire gli spettri di fino a 4000 stelle simultaneamente, grazie alle 4000 fibre ottiche collegate allo strumento. Una condizione che rende possibile osservare centomila stelle in poche settimane.

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