Parker Solar Probe e il Sole, in un'elaborazione grafica (NASA)

Parker Solar Probe è entrata nell’atmosfera solare

La sonda della NASA ha raggiunto un nuovo primato nella storia delle esplorazioni spaziali, ma il suo lavoro non è ancora finito

Parker Solar Probe e il Sole, in un'elaborazione grafica (NASA)

Per la prima volta nella storia delle esplorazioni spaziali, una sonda ha attraversato la parte esterna dell’atmosfera del Sole, sfiorando materiale in diretto contatto con la nostra stella. L’attraversamento da parte di Parker Solar Probe (PSP) della NASA era avvenuto lo scorso aprile, ma i ricercatori l’hanno potuto confermare solo ora grazie all’analisi dei dati raccolti dalla sonda, lanciata tre anni fa proprio allo scopo di studiare meglio il Sole, la principale fonte di energia del nostro sistema solare.

Potendosi avvicinare così tanto al Sole, per lo meno in termini astronomici, PSP rende possibile l’analisi di molte caratteristiche della nostra stella e del vento solare, il potente flusso di particelle che raggiunge anche la Terra e ne influenza il campo magnetico. Con i passaggi realizzati e quelli futuri, sempre più vicini, la sonda potrà raccogliere dati preziosi sul campo magnetico della corona, l’atmosfera solare esterna.

Sole
Il Sole ha un diametro di quasi 1,4 milioni di chilometri, più di cento volte quello della Terra, e una massa che da sola equivale al 99,86 per cento dell’intera massa del sistema solare.

Ogni secondo, nel suo nucleo fondono in elio 600 milioni di tonnellate di idrogeno rilasciando grandi quantità di energia, che ha reso possibile la nostra esistenza. Il processo durerà ancora per alcuni miliardi di anni, poi il Sole diventerà via via meno stabile (gigante rossa) e più grande per poi ridursi esaurendo ogni processo termonucleare. Le sue parti più esterne formeranno una nebulosa planetaria, mentre quelle più interne collasseranno su loro stesse formando una nana bianca, che continuerà a raffreddarsi per centinaia di miliardi di anni, diventando infine una nana nera.

Passaggi veloci
Parker Solar Probe ha quindi un bel po’ di tempo per compiere le sue osservazioni prima che il Sole cambi, ma deve comunque farlo in fretta con passaggi ravvicinati molto veloci, per evitare di subire eccessivi danni nei suoi incontri con la stella.

A seconda dei periodi orbitali, la sonda può infatti raggiungere velocità fino a 800mila chilometri orari e sostenere temperature fino a 1.000 °C, grazie a un particolare scudo termico che tiene al riparo le sue strumentazioni dal grande calore disperso dal Sole.

Confine
Anche se non è solido come la superficie della Terra, il Sole possiede comunque un’atmosfera estremamente calda, costituita da particelle che rimangono legate alla stella grazie alla sua forte gravità e ai suoi intensi campi magnetici. Calore e pressione fanno sì che parte di questo materiale sia spinto sempre più distante dal Sole, fino a un punto dove gravità e campi magnetici sono troppo deboli per riuscire a trattenerlo. Convenzionalmente questo punto è definito come la linea di confine tra l’atmosfera solare e l’inizio del vento solare.

Il materiale che riesce a superare questo confine diventa infatti vento solare, che in un certo senso estende il campo magnetico del Sole per centinaia di milioni di chilometri nello Spazio profondo. Il processo è irreversibile e molte delle sue dinamiche non sono ancora completamente note.

Finora i gruppi di ricerca non erano nemmeno certi su dove si trovasse di preciso il confine tra le due zone. Le osservazioni e gli studi sulla corona avevano portato a ipotizzare che si trovasse tra 7 e 14 milioni di chilometri. Nei suoi passaggi più recenti, PSP aveva più volte superato la soglia dei 14 milioni di chilometri, pari a circa 20 raggi solari e al 90 per cento della distanza della Terra dal Sole. Era quindi probabile che avesse iniziato a superare la zona di confine, ma è occorso del tempo agli esperti della NASA per verificarlo.

Il 29 aprile scorso, la sonda aveva compiuto il proprio ottavo passaggio ravvicinato, raccogliendo dati su particolari condizioni del campo magnetico e delle particelle riconducibili al superamento della soglia per la prima volta, e al conseguente ingresso di PSP nell’atmosfera solare. Il passaggio è avvenuto quando la sonda si trovava a circa 13 milioni di chilometri dalla superficie del Sole (fotosfera).

Ricerca
I risultati del passaggio ravvicinato sono stati da poco pubblicati sulla rivista scientifica Physical Review Letters e sono uno degli sviluppi più importanti nella storia recente legata allo studio della nostra stella. Per la missione erano solo questione di tempo, ma la notizia che l’ingresso fosse avvenuto già ad aprile ha comunque suscitato molto entusiasmo, anche perché sembra dire qualcosa sulle caratteristiche del confine tra le due zone.

(NASA)

Durante il proprio passaggio ravvicinato, infatti, PSP è entrata e uscita diverse volte dalla corona, confermando le ipotesi formulate in passato da alcuni gruppi di ricerca: la linea di confine non è omogenea e perfettamente sferica, ha margini frastagliati con protuberanze e rientranze. Lo studio di queste ultime dovrebbe offrire nuovi importanti elementi per approfondire alcune conoscenze sul vento solare e sui vari modi in cui influenza il campo magnetico della Terra.

Viaggio
Nel corso dei prossimi anni, Parker Solar Probe continuerà ad avvicinarsi al Sole, grazie alle orbite sempre più strette che compirà intorno alla nostra Stella. La NASA ha in programma di fare avvicinare la sonda fino a 6 milioni di chilometri dalla fotosfera, spingendo un oggetto costruito dall’umanità in uno dei luoghi più inospitali dell’intero nostro sistema solare. Il prossimo passaggio ravvicinato avverrà già a gennaio, ma saranno necessari alcuni anni prima che si verifichino quelli più ravvicinati.

(NASA)

I gruppi di ricerca confidano inoltre di trovare risposta ad alcuni dei problemi irrisolti legati alla corona. La temperatura superficiale del Sole è di circa 6.000 °C, ma se ci si allontana passando nella corona si raggiungono temperature di svariati milioni di gradi celsius. Non tutte le dinamiche che portano a questa differenza di temperatura così marcata sono note, così come non lo sono quelle legate al vento solare, costituito da diversi particelle cariche (elettroni, protoni e ioni pesanti).

Quando il vento solare raggiunge la Terra, le tracce dei fenomeni che ne hanno causato la formazione e l’evoluzione sono ormai perse, e ciò rende molto difficile lo studio del fenomeno. Aggirandosi nella zona dove tutto avviene, poco prima che il vento solare parta per il proprio viaggio interplanetario, Parker Solar Probe potrebbe raccogliere dati importanti per capire qualcosa di più sul vento solare e sui rischi che talvolta comporta per il nostro pianeta.