Astrofisica

Aditya-L1 mostra la terza dimensione di un'eruzione solare: non è una bolla

Lo strumento VELC misura il plasma che si avvicina e si allontana: l'espulsione del 5 agosto 2024 si è espansa in modo asimmetrico.

📌 Le eruzioni del Sole possono disturbare satelliti e comunicazioni sulla Terra, e prevederne la velocità è una questione pratica. Usando la sonda indiana Aditya-L1, un gruppo di scienziati ha mostrato che un'eruzione osservata il 5 agosto 2024 non si è espansa come una bolla simmetrica, ma in modo irregolare. Qui sotto: che cos'è un'espulsione di massa coronale, come funziona lo strumento, il risultato, perché cambia le previsioni del meteo spaziale e cosa succede ora.

• Il risultato
• Che cos'è un'espulsione di massa coronale
• Il limite delle immagini
• Come funziona: l'effetto Doppler
• La forma conta
• Una nuova finestra da un solo punto di vista
• La sonda Aditya-L1
• Cosa succede ora

Il risultato

Il comunicato dell'agenzia spaziale indiana ISRO del 3 novembre riassume lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. Secondo ISRO, l'eruzione del 5 agosto 2024 «did not expand outward from the Sun like a simple symmetric bubble, as previously thought»: non si è espansa verso l'esterno come una semplice bolla simmetrica, come si pensava. Ha avuto invece un'espansione non uniforme e ha sviluppato una forma asimmetrica.

Il lavoro è degli scienziati dell'Indian Institute of Astrophysics di Bengaluru, istituto autonomo del Dipartimento di scienza e tecnologia del governo indiano. Hanno combinato le osservazioni spettroscopiche dello strumento VELC a bordo di Aditya-L1, le immagini del Solar Dynamics Observatory della NASA e un modello tridimensionale.

Che cos'è un'espulsione di massa coronale

Un'espulsione di massa coronale, in sigla CME, è un'enorme emissione di plasma caldo e magnetizzato dall'atmosfera esterna del Sole, la corona. Mentre viaggiano nello spazio interplanetario, spiega ISRO, quelle dirette verso la Terra possono contribuire a disturbi del meteo spaziale e influire su satelliti e comunicazioni.

Prevedere velocità e traiettoria di una CME è quindi una questione di importanza pratica, e dipende in modo decisivo dal capire come l'eruzione evolve in tre dimensioni vicino al Sole, dove cambia ancora rapidamente. 🛰️ Per chi gestisce satelliti, reti elettriche e sistemi di navigazione, saperlo in anticipo fa la differenza.

Il limite delle immagini

Studiare le CME nelle prime fasi è molto difficile. Gli scienziati usano di solito i coronografi, strumenti che oscurano il disco luminoso del Sole per mostrare la debole corona esterna. Ma la maggior parte dei coronografi, spiega ISRO, riprende le CME solo in due dimensioni: cattura il movimento attraverso il cielo, ma non misura direttamente quanto velocemente il plasma si avvicina o si allontana dall'osservatore.

È qui che entra in gioco VELC, il coronografo a righe di emissione nel visibile. È uno degli strumenti scientifici principali di Aditya-L1, il primo osservatorio solare spaziale dell'India, sviluppato dall'IIA di Bengaluru con un sostegno importante di ISRO.

Come funziona: l'effetto Doppler

A differenza dei coronografi che fanno solo immagini, VELC registra spettri: misura come il movimento del plasma sposta la frequenza della luce che emette. È la spettroscopia Doppler, lo stesso principio degli autovelox. Se il plasma si muove verso l'osservatore, la sua luce si sposta verso il blu; se si allontana, verso il rosso.

Durante la CME del 5 agosto 2024, VELC ha registrato un'evoluzione insolita. Sono comparsi contemporaneamente due rami di emissione, uno spostato verso il blu e uno verso il rosso, ai lati opposti della normale riga coronale. Significa che il plasma della bolla si muoveva sia verso di noi sia via da noi. Intanto il Solar Dynamics Observatory della NASA riprendeva come la CME avanzava attraverso il cielo.

La forma conta

Per interpretare quel segnale, la squadra dell'IIA ha costruito un modello geometrico e cinematico tridimensionale di un guscio in espansione. Un guscio che si espande in modo simmetrico non riusciva a riprodurre gli spettri osservati. Introducendo un'espansione laterale asimmetrica e un'inclinazione, invece, gli spettri simulati coincidevano molto bene con le misure di VELC.

Finora la maggior parte delle osservazioni e dei modelli considerava le CME come bolle simmetriche. Secondo ISRO, la forma può avere conseguenze importanti: CME di forma diversa possono subire una resistenza diversa dal vento solare, e quindi arrivare verso la Terra con velocità diverse. Questo può rendere più difficile prevedere i tempi di arrivo e valutare gli effetti sul meteo spaziale.

Una nuova finestra da un solo punto di vista

Di solito, ricorda ISRO, l'evoluzione tridimensionale delle CME si studia con osservazioni di più sonde che guardano l'eruzione da direzioni diverse. Questo studio dimostra che VELC può vincolare la geometria tridimensionale di un'eruzione da un solo punto di osservazione, combinando la spettroscopia Doppler con le immagini.

È particolarmente utile nella bassa corona, dove le CME evolvono più in fretta e dove l'informazione lungo la linea di vista è più preziosa. 🌞 È anche un esempio di collaborazione: una sonda indiana e una americana che, insieme, vedono più di quanto vedrebbero da sole.

La sonda Aditya-L1

Aditya-L1 è il primo osservatorio solare spaziale dell'India. Lo strumento VELC, ricorda ISRO, osserva la corona tra 1,05 e 1,5 raggi solari, la regione più vicina al Sole dove le eruzioni prendono forma e cambiano più rapidamente.

Cosa succede ora

Secondo ISRO, serviranno altri studi simili per stabilire quanto in modo affidabile si possano determinare direzione, velocità ed espansione delle CME con la spettroscopia di VELC. Se il metodo si confermerà, contribuirà a capire e modellare meglio il viaggio delle eruzioni solari e i loro effetti nello spazio.

🔎 Per il meteo spaziale la posta è concreta: previsioni più precise dei tempi di arrivo significano più tempo per proteggere satelliti e infrastrutture quando una grande eruzione si dirige verso la Terra.