Roma – Non c’è dubbio che il Sole sia una stella capricciosa, come dimostrano le tempeste solari insolitamente forti di quest’anno. Alcune di esse hanno portato a straordinarie aurore anche a basse latitudini. Ma la nostra stella può diventare ancora più furiosa? Le prove dei più violenti “capricci” solari si possono trovare nei tronchi degli alberi preistorici e in campioni di ghiaccio glaciale millenario. Tuttavia, da queste fonti indirette, non è possibile determinare la frequenza dei superflare. E le misurazioni dirette della quantità di radiazione che raggiunge la Terra dal Sole sono disponibili solo dall’inizio dell’era spaziale.
Un altro modo per conoscere il comportamento a lungo termine del nostro Sole è quello di rivolgersi alle stelle, come è l’approccio del nuovo studio pubblicato su Science. I moderni telescopi spaziali osservano migliaia e migliaia di stelle e registrano le fluttuazioni della loro luminosità nella luce visibile. I superflare, che rilasciano quantità di energia di oltre un ottilione di joule in un breve periodo di tempo, si mostrano nei dati osservativi come brevi e pronunciati picchi di luminosità. “Non possiamo osservare il Sole per migliaia di anni”, ha spiegato il Prof. Dr. Sami Solanki, Direttore del MPS e coautore, l’idea di base alla base dell’indagine. “Invece, tuttavia, possiamo monitorare il comportamento di migliaia di stelle molto simili al Sole in brevi periodi di tempo. Questo ci aiuta a stimare la frequenza con cui si verificano i superflare”, aggiunge.
Nello studio attuale, il team, che comprende ricercatori dell’Università di Graz (Austria), dell’Università di Oulu (Finlandia), dell’Osservatorio astronomico nazionale del Giappone, dell’Università del Colorado Boulder (USA) e del Commissariato per le energie atomiche e alternative di Parigi-Saclay e dell’Università di Parigi-Cité, ha analizzato i dati di 56.450 stelle simili al sole, così come sono state osservate dal telescopio spaziale Kepler della NASA tra il 2009 e il 2013. “Nella loro interezza, i dati di Kepler ci forniscono la prova di 220.000 anni di attività stellare”, ha affermato il Prof. Dr. Alexander Shapiro dell’Università di Graz.
Fondamentale per lo studio è stata la selezione attenta delle stelle da prendere in considerazione. Dopotutto, le stelle scelte dovrebbero essere “parenti” particolarmente strette del Sole. Gli scienziati hanno quindi ammesso solo stelle la cui temperatura superficiale e luminosità fossero simili a quelle del Sole. I ricercatori hanno anche escluso numerose fonti di errore, come radiazioni cosmiche, asteroidi o comete di passaggio, così come stelle non simili al Sole che nelle immagini di Kepler potrebbero per caso brillare nelle vicinanze di una stella simile al Sole. Per fare ciò, il team ha analizzato attentamente le immagini di ogni potenziale superflare, di dimensioni pari a pochi pixel, e ha contato solo quegli eventi che potevano essere assegnati in modo affidabile a una delle stelle selezionate.
In questo modo, i ricercatori hanno identificato 2889 superflare su 2527 delle 56450 stelle osservate. Ciò significa che in media, una stella simile al sole produce un superflare circa una volta al secolo.
“I calcoli dinamo ad alte prestazioni di queste stelle di tipo solare spiegano facilmente le origini magnetiche dell’intenso rilascio di energia durante tali superflare”, ha affermato il coautore Dr. Allan Sacha Brun del Commissariato per le energie atomiche e alternative di Parigi-Saclay e dell’Università di Parigi-Cité.
“Siamo rimasti molto sorpresi dal fatto che stelle simili al sole siano inclini a superflare così frequenti”, ha affermato il primo autore, il dott. Valeriy Vasilyev del MPS. Precedenti indagini condotte da altri gruppi di ricerca avevano rilevato intervalli medi di mille o addirittura diecimila anni. Tuttavia, studi precedenti non erano stati in grado di determinare l’origine esatta del flare osservato e quindi avevano dovuto limitarsi a stelle che non avevano vicini troppo vicini nelle immagini del telescopio. Lo studio attuale è il più preciso e sensibile fino ad oggi.
Intervalli di tempo medi più lunghi tra eventi solari estremi sono stati suggeriti anche da studi che cercano prove di violente tempeste solari che colpiscono la Terra. Quando un flusso particolarmente elevato di particelle energetiche dal Sole raggiunge l’atmosfera terrestre, produce una quantità rilevabile di atomi radioattivi come l’isotopo radioattivo del carbonio 14C . Questi atomi vengono quindi depositati in archivi naturali come gli anelli degli alberi e il ghiaccio glaciale. Anche migliaia di anni dopo, l’improvviso afflusso di particelle solari ad alta energia può quindi essere dedotto misurando la quantità di 14C utilizzando tecnologie moderne.
In questo modo, i ricercatori sono stati in grado di identificare cinque eventi estremi di particelle solari e tre candidati negli ultimi dodicimila anni dell’Olocene, portando a un tasso medio di occorrenza di una volta ogni 1500 anni. Si ritiene che il più violento si sia verificato nell’anno 775 d.C. Tuttavia, è abbastanza possibile che in passato si siano verificati sul Sole altri eventi di particelle così violenti e anche più superflare. “Non è chiaro se i giganteschi brillamenti siano sempre accompagnati da espulsioni di massa coronale e quale sia la relazione tra superflare ed eventi estremi di particelle solari. Ciò richiede ulteriori indagini”, ha sottolineato il coautore Prof. Dr. Ilya Usoskin dell’Università di Oulu in Finlandia. Esaminare le prove terrestri di passati eventi solari estremi potrebbe quindi sottostimare la frequenza dei superflare.
Il nuovo studio non rivela quando il Sole scatenerà il suo prossimo attacco. Tuttavia, i risultati invitano alla cautela. “I nuovi dati sono un duro promemoria del fatto che anche gli eventi solari più estremi fanno parte del repertorio naturale del Sole”, ha affermato la coautrice Dr. Natalie Krivova del MPS. Durante l’evento Carrington del 1859, una delle tempeste solari più violente degli ultimi 200 anni, la rete telegrafica crollò in gran parte dell’Europa settentrionale e del Nord America. Secondo le stime, il flare associato rilasciò solo un centesimo dell’energia di un superflare. Oggi, oltre alle infrastrutture sulla superficie terrestre, sarebbero a rischio soprattutto i satelliti.
La preparazione più importante per le forti tempeste solari è quindi una previsione affidabile e tempestiva. Come precauzione, i satelliti, ad esempio, potrebbero essere spenti. Dal 2031, la sonda spaziale Vigil dell’ESA aiuterà nell’impresa di previsione. Dalla sua posizione di osservazione nello spazio, guarderà il Sole di lato e noterà prima delle sonde dirette sulla Terra quando i processi che potrebbero causare pericolose condizioni meteorologiche spaziali si stanno preparando sulla nostra stella. L’MPS sta attualmente sviluppando il Polarimetric and Magnetic Imager per questa missione.(30Science.com)
