Il ritorno solare è un'improvvisa e ampia deviazione del campo magnetico del vento solare. Il meccanismo e le fonti di formazione dei tornanti sono ancora irrisolti. Ora, la navicella spaziale ESA/NASA Solar Orbiter ha trovato indizi convincenti sull'origine di questi tornanti magnetici.
Solar Orbiter ha reso la prima osservazione di telerilevamento coerente con un ritorno solare, fornendo una visione completa della struttura, confermando che ha un carattere a forma di S, come previsto. Inoltre, la visione globale offerta dai dati del Solar Orbiter suggerisce che questi variano rapidamente campi magnetici possono avere le loro origini vicino al Dom..
Nonostante il fatto che numerosi veicoli spaziali siano passati attraverso queste regioni misteriose in passato, i dati in situ consentono una misurazione solo in un punto e in un momento specifici. Di conseguenza, la struttura e la forma del ritorno devono essere dedotte dalle misurazioni delle proprietà del plasma e del campo magnetico registrate in un'unica posizione.
È stato riscontrato che i tornanti solari si verificano frequentemente dopo il lancio di La sonda solare Parker della NASA nel 2018. Ciò ha fortemente suggerito che le rapide inversioni del campo magnetico si verificano più regolarmente vicino al Sole e ha sollevato la possibilità che i nodi del campo magnetico li portino a forma di S.
Switchbacks è il nome dato al fenomeno per il suo comportamento sconcertante. Su come potrebbero formarsi, sono state avanzate diverse teorie.
Credito: ESA e NASA/Solar Orbiter/Metis Teams; D.Telli et al. (2022)
Il 25 marzo 2022, Solar Orbiter era a solo un giorno di distanza da un passaggio ravvicinato del Sole, portandolo all'interno dell'orbita del pianeta mercurio – e il suo strumento Metis stava raccogliendo dati. Metis blocca il bagliore luminoso della superficie del Sole e scatta foto della corona.
Intorno alle 20:39 UT, Metis ha catturato un'immagine della corona solare che mostrava una distorsione a forma di S nel plasma coronale. Secondo Daniele Telloni, Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Torino, Italia - deve essere un ritorno solare.
L'immagine è stata successivamente confrontata con un'immagine scattata dallo strumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) di Solar Orbiter. È stato riscontrato che il candidato ritorno avveniva al di sopra di una regione attiva catalogata come AR 12972. Ulteriori analisi hanno dimostrato che la velocità del plasma al di sopra di questa regione era molto lenta, come ci si aspetterebbe da una regione attiva che deve ancora rilasciare il suo energia.
Daniele ha riconosciuto questo come simile al meccanismo di generazione del ritorno presentato dal Prof. Gary Zank dell'Università dell'Alabama a Huntsville, USA. La teoria ha esaminato le interazioni tra varie aree magnetiche vicino al La superficie del sole.
Daniele e Gary hanno dimostrato che i tornanti si verificano quando c'è un'interazione tra una regione di linee di campo aperto e una regione di linee di campo chiuse. Man mano che le linee di campo si affollano, possono riconnettersi in configurazioni più stabili. Piuttosto come schioccare una frusta, questo rilascia energia e imposta un disturbo a forma di S che viaggia nello spazio, che un veicolo spaziale di passaggio registrerebbe come un ritorno.
Gary Zank ha detto, “La prima immagine di Metis che ha mostrato Daniele mi ha suggerito quasi subito le vignette che avevamo disegnato nello sviluppo del modello matematico per un ritorno. Naturalmente, la prima immagine era solo un'istantanea e abbiamo dovuto moderare il nostro entusiasmo fino a quando non abbiamo utilizzato l'eccellente copertura di Metis per estrarre informazioni temporali ed eseguire un'analisi spettrale più dettagliata delle immagini stesse. I risultati si sono rivelati spettacolari!”
Gli scienziati hanno anche costruito un modello di comportamento al computer. Hanno scoperto che i loro risultati avevano una sorprendente somiglianza con l'immagine di Metis, soprattutto dopo aver incluso i calcoli su come la struttura si sarebbe allungata durante la sua propagazione verso l'esterno attraverso il corona solare.
Daniele ha detto, "Direi che questa prima immagine di un ritorno magnetico nella corona solare ha rivelato il mistero della loro origine".
“Il passo successivo è cercare di collegare statisticamente i tornanti osservati in situ con le loro regioni di origine sul Sole. In altre parole, far volare un veicolo spaziale attraverso l'inversione magnetica ed essere in grado di vedere cosa è successo sulla superficie solare. Questo è esattamente il tipo di scienza del collegamento per cui è stato progettato Solar Orbiter, ma non significa necessariamente che Solar Orbiter debba attraversare il tornante. Potrebbe essere un'altra navicella spaziale, come la Parker Solar Probe. Finché i dati in situ e i dati di telerilevamento sono simultanei, Daniele può eseguire la correlazione".
Daniel Müller, scienziato del progetto ESA per Solar Orbiter, disse, “Questo è esattamente il tipo di risultato che speravamo con Solar Orbiter. Otteniamo più dati dalla nostra suite di dieci strumenti con ogni orbita. Sulla base di risultati come questo, perfezioneremo le osservazioni pianificate per il prossimo incontro solare del Solar Orbiter per capire come il Sole si connette al più ampio ambiente magnetico del pianeta. sistema solare. Questo è stato il primo passaggio ravvicinato di Solar Orbiter al Sole, quindi ci aspettiamo che arrivino molti altri risultati entusiasmanti".
Riferimento della Gazzetta:
- Daniele Telloni, Gary P. Zank et al. Osservazione di un ritorno magnetico nella corona solare. I Astrophysical Journal Letters 936L25. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8104
