Quando il Sole emette il suo plasma sotto forma di quello che si chiama “vento solare”, quest’ultimo si raffredda attraversando lo spazio in una maniera che i fisici non riescono a spiegare. In un nuovo studio, apparso su Proceedings of the National Academy of Sciences, i ricercatori forniscono una spiegazione di questa discrepanza. Lo studio è stato effettuato dal team di fisici dell’Università del Wisconsin a Madison.
Stas Boldyrev, professore di fisica e l’autore principale dello studio, spiega la domanda che ha innescato la sua ricerca: “Le persone hanno studiato il vento solare dalla sua scoperta nel 1959, ma ci sono molte proprietà importanti di questo plasma che non sono ancora ben comprese. Inizialmente, i ricercatori hanno pensato che il vento solare dovesse raffreddarsi molto rapidamente man mano che si espande dal sole, ma le misurazioni satellitari mostrano che quando raggiunge la Terra, la sua temperatura è 10 volte maggiore del previsto. Quindi, una domanda fondamentale è: perché non si raffredda?”.
Innanzitutto qualche chiarimento su cosa è il plasma solare: si tratta di una miscela di elettroni caricati negativamente e di ioni caricati positivamente. Questo plasma può essere fortemente influenzato dai campi magnetici che possono essere generati sotto la superficie del Sole stesso. Quando il plasma caldo esce dall’atmosfera del Sole scorre via velocemente attraverso lo spazio diventando “vento solare”.
“Esiste un fenomeno dinamico fondamentale che afferma che le particelle la cui velocità non è ben allineata con le linee del campo magnetico non sono in grado di muoversi in una regione di un forte campo magnetico”, spiega ancora Boldyrev. “Tali elettroni di ritorno vengono riflessi in modo da allontanarsi dal sole, ma di nuovo non possono fuggire a causa della forza elettrica attraente del sole. Quindi, il loro destino è di rimbalzare avanti e indietro, creando una grande popolazione di cosiddetti elettroni intrappolati”.
Il motivo del lento raffreddamento di questo vento solare è da spiegare negli elettroni caldi che scorrono via a distanze molto grandi perdendo la loro elegia molto lentamente e distribuendo questa stessa energia alle particelle che invece restano intrappolate, ossia quelle particelle che non riescono a superare il “collo di bottiglia” del campo magnetico solare.
Questa teoria, secondo Boldyrev, concorda anche con le misurazioni delle temperature del vento solare e spiega perché la temperatura degli elettroni del plasma diminuisce in maniera così lenta con l’aumento della distanza.
Approfondimenti
- New research helps explain why the solar wind is hotter than expected (IA)
- Electron temperature of the solar wind | PNAS (IA) (DOI: 10.1073/pnas.1917905117)
