L’Intero Ciclo di un’Eruzione Solare in un Modello

L’Intero Ciclo di un’Eruzione Solare in un Modello

Un team di scienziati ha per la prima volta utilizzato un solo modello a computer per simulare l’intero ciclo di vita di un brillamento solare: dall’accumulo di energia migliaia di chilometri al di sotto della superficie solare, all’emergere delle linee di campo magnetico intrecciate, all’esplosivo rilascio di energia in un flash brillante.

Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, prepara il terreno per modelli futuri che simulino realisticamente il “meteo” del Sole, incluso l’apparire di macchie solari, che talvolta producono brillamenti ed espulsioni di massa coronale. Tali eruzioni possono avere impatti sulla Terra, sui sistemi di comunicazione e sui satelliti. Gli scienziati del National Center for Atmospheric Research (NCAR) e del Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory hanno guidato la ricerca. La nuova simulazione cattura la formazione di un brillamento solare in un modo più realistico rispetto alle precedenti, e include emissioni nello spettro di luce associabile ai flare.

“Questo lavoro ci permette di fornire una spiegazione del motivo per cui i brillamenti si comportano nel modo osservato, non a una singola lunghezza d’onda, ma nel visibile, nell’ultravioletto, nell’estremo ultravioletto e nei raggi X”, spiega Mark Cheung. Il modello inizia nella parte superiore della zona di convezione, circa 10.000 chilometri al di sotto della superficie solare, risale attraverso la superficie e si spinge a 40.000 chilometri nell’atmosfera solare nota come corona. Sono rappresentate differenze nella densità e nella pressione del gas e molte altre caratteristiche. Per simulare efficacemente un brillamento solare dal suo emergere gli scienziati hanno bisogno di aggiungere equazioni dettagliate al modello che permettano a ogni regione di contribuire all’evoluzione del flare in modo realistico. Ma hanno anche bisogno di non rendere il modello troppo complesso.

“Abbiamo un modello che copre un ampio range di condizioni fisiche, il che lo rende molto impegnativo”, spiega Matthias Rempel. “Questo genere di realismo richiede soluzioni innovative”. Negli studi precedenti che hanno utilizzato modelli meno complessi, gli scienziati dovevano iniziare la modellazione quasi al momento dell’eruzione del flare per riuscire a ricostruire un intero evento. Nel nuovo studio il team ha voluto verificare se il loro modello poteva generare un flare da principio. Hanno iniziato rifacendosi alle condizioni di una macchia solare particolarmente attiva osservata nel Marzo 2014, realizzando approssimazioni delle caratteristiche solari presenti a quel tempo. “Il nostro modello è stato in grado di catturare l’intero processo, dall’accumulo di energia all’emergere in superficie per sorgere nella corona, e raggiungere il punto in cui l’energia viene rilasciata in un’eruzione solare”, conclude Rempel.
[ Barbara ]

Il video mostra un’animazione del flare modellato nello studio. Il colore violetto rappresenta il plasma a temperature inferiori a 1 milione di gradi Kelvin. Il rosso rappresenta temperature tra 1 milione e 10 milioni di Kelvin, e il verde rappresenta temperature al di sopra dei 10 milioni di Kelvin.
Credit: Mark Cheung, Lockheed Martin, and Matthias Rempel, NCAR

Image Credit: NASA/SDO

https://phys.org/news/2019-01-comprehensive-captures-entire-life-solar.html