Cosa sono e come si formano i venti solari

I venti solari portano particelle di plasma dalla superficie del nostro Sole verso lo spazio interplanetario. La loro espulsione ha a che fare con il campo magnetico solare ma segue meccanismi che non sempre comprendiamo fino in fondo.

I meccanismi che costituiscono le stelle, la loro struttura e la loro evoluzione sono tra i più problematici che possano esistere. Anche se parliamo del nostro Sole, che pure conosciamo ben di più di tante altre stelle, ci sono alcuni processi che fatichiamo a comprendere fino in fondo. L’origine dei venti solari è uno di questi.

I venti solari sono flussi di plasma costituito perlopiù da protoni, elettroni e particelle alfa (nuclei di elio prodotti dalle reazioni nucleari che tengono in vita il Sole) che vengono lanciati nello spazio interplanetario a centinaia di chilometri al secondo. Sono anche i venti solari a rendere pericoloso lo stare a lungo sulla superficie di corpi privi di campo magnetico, perché sono particelle cariche che bombardano chi si trovi, per esempio, a giocare a golf sulla Luna; sono i venti solari, canalizzati opportunamente dal campo magnetico terrestre, a generare le meravigliose aurore polari; e sono sempre i venti solari i responsabili della coda di plasma delle comete.

L’aurora boreale sul Bear Lake, in Alaska. Le aurore sono il più spettacolare tra gli effetti dell’interazione tra i venti solari e il campo magnetico terrestre. Credits: Wikimedia Commons

I venti solari in genere si distaccano dalla Corona, la parte del Sole che resta in evidenza anche durante le eclissi totali. Lì, la temperatura delle particelle può diventare così elevata da fornirgli l’energia necessaria a sfuggire dall’intensa gravità solare. Possono accelerare così tanto da arrivare anche a 750 chilometri al secondo di velocità, quasi tre milioni di chilometri orari.

Per la verità non tutti i venti solari sono espulsi dalla corona e non tutti vanno così veloci. Alcuni venti solari sembrano distaccarsi dalla fotosfera del Sole (la superficie del Sole, quella da cui parte la maggior parte della luce che ci illumina) e vanno a metà della velocità di quelli coronali. La distinzione che viene fatta è quindi in genere tra venti solari fast (veloci) e slow (lenti). In entrambi i casi, comunque, l’origine dei venti solari è legata all’attività del campo magnetico del nostro Sole.

I venti solari lenti sembrano originarsi soprattutto attorno all’equatore solare, in relazione ai cosiddetti streamers equatoriali. Gli streamer sono delle strutture magnetiche chiuse a forma di cappio che collegano punti della superficie solare che hanno polarità opposta (come i due lati di una calamita). Il plasma resta intrappolato in queste strutture, e si scalda producendo energia luminosa. Di quando in quando delle bolle di questo plasma vengono rilasciate producendo il vento solare lento.

Abbondanza di streamer durante un massimo dell’attività solare immortalata dall’High Altitude Observatory di Boulder, Colorado. Quando l’attività solare è prossima al massimo, gli streamer si formano anche lontano dall’equatore. Credits: Nasa

I venti solari veloci invece sono legati ai buchi coronali, delle regioni scure e fredde (si fa per dire, sempre del Sole stiamo parlando), della corona solare. Se gli streamer sono strutture magnetiche chiuse su loro stesse, nei buchi coronali il campo magnetico è aperto. In corrispondenza del buco coronale, c’è una fuga continua di plasma solare, che segue il campo magnetico solare lontano dalla sua sorgente. Questo processo avviene più facilmente nelle regioni polari del Sole.

Le linee nere sono le linee che illustrano il campo magnetico. Le lettere A indicano gli streamer, la B è un buco coronale.

La presenza di venti solari dipende quindi dall’attività magnetica della nostra stella. Si tratta di un’attività variabile, che segue un ben noto ciclo di 11 anni, in cui quindi ci saranno dei momenti di massima attività e altri di minima attività. E non tutti i cicli sono uguali. Memorabile è il cosiddetto evento di Carrington: nel 1859 l’attività solare fu così intensa che i venti solari riuscirono a penetrare il campo magnetico terrestre arrivando a creare malfunzionamenti (e danni effettivi) nelle linee telegrafiche in tutto il mondo. Se un evento di questo tipo ci colpisse oggi, si stima che una buona metà dei satelliti in orbita attorno alla Terra subirebbe pesanti danni.

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