Immagine di una macchia solare con la sovrapposizione di un campo di velocità di penombra che mostra il redshift (o spostamento verso il rosso, dato dal colore rosso) e il blueshift (lo spostamento verso il blu, dato dal colore blu). Il blu implica che il gas si sta muovendo verso di noi – questo corrisponde al moto verso l’alto sulla superficie solare), mentre il rosso implica che il gas si sta muovendo lontano da noi – questo corrisponde a un moto verso il basso sulla superficie solare).
L’assimmetria nelle immagini in rosso/blu è dovuta all’angolo sotto cui viene osservata la macchia solare. Il flusso Evershed diretto verso l’esterno mostra un redshift sul lato della macchia solare che è si sta allontanando dall’osservatore e uno spostamento verso il blu sul lato opposto, ossia verso il centro del Sole, a sinistra nell’immagine.
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Cortesia: The Royal Swedish Academy of Sciences, G.B. Scharmer, V.M.J. Henriques, D. Kiselman, J. de la Cruz Rodríguez.
Grazie al Telescopio Solare svedese di un metro di diametro (Swedish 1-meter Solar Telescope) a La Palma, nelle Isole Canarie, è stato possibile osservare per la prima volta la presenza di flussi che penetrano nella regione della penombra in una macchia solare sulla superficie del nostro Sole. I risultati sono stati pubblicati da Göran B. Scharmer, Vasco M.J. Henriques, Dan Kiselman, (tutti dell’Institute for Solar Physics of the Royal Swedish Academy of Sciences e del Department of Astronomy dell’Università di Stoccolma) e da Jaime de la Cruz Rodríguez (University of Oslo) sulla rivista Science Express (http://www.sciencemag.org/content/early/recent) dopo oltre un anno di lavoro.
Una macchia solare è una chiazza che si forma sulla fotosfera solare e che appare scura a causa della più bassa temperatura (fino a 4000 K) rispetto al resto della fotosfera, che raggiunge, invece, i 6700 K circa. La formazione di una macchia solare è associata ad un intenso campo magnetico. La parte centrale della macchia è chiamata ombra scura, circondata da una zona di penombra che risulta più chiara della zona centrale e che è formata da una struttura a filamenti simile ai petali di un fiore.
Le macchie solari appaiono più scure del contorno dato che il campo magnetico inibisce i moti convettivi sotto la superficie (che trasportano energia sottoforma di calore). Queste macchie non sono tuttavia completamente scure e fredde. Sembra incredibile, ma capire come mai le macchie risultano brillanti è sempre stato uno dei più grandi grattacapi nella fisica solare. Dopotutto, la penombra ha una luminosità pari al 75% dell’emissione solare standard.
Il fenomeno della convezione, che ha luogo appena sotto la cosiddetta superficie solare, dà luogo alla granulazione solare dove il gas caldo luminoso sale e il gas scuro freddo scende. Se tali processi sono importanti nella zona di penombra, dovrebbe esserci analoghi moti sali-scendi nel gas. Questo è quantoè stato osservato per la prima volta.
Una macchia solare confrontata con la dimensione della Terra. Cliccare per ingrandire. Cortesia: The Royal Swedish Academy of Sciences, V.M.J. Henriques, Dan Kiselman, and NASA (Earth image).
I flussi discendenti (downflows) identificati in questo studio sono sistematicamente associati con le regioni più scure e devono perciò avere una natura convettiva. In conclusione, la penombra è alimentata da un flusso convettivo dal basso. Il risultato, supportato anche da recenti simulazioni, potrebbe chiudere finalmente un dibattito durato molto a lungo.
I flussi convettivi discendenti e ascendenti (convective downflows and upflows) sono associati a potenti getti orizzontali (alti parecchi chilometri) che sono diretti dal centro della macchia in modo radiale verso l’esterno. Questi flussi orizzontali costituiscono il famoso e misterioso effetto Evershed (Evershed effect). L’identificazione di flussi di penombra che sono di natura convettiva in origine, è dunque in grado di spiegare questo misterioso effetto, scoperto per la prima volta nel 1909 da John Evershed presso il Kodaikanal Observatory in India.
Fonte: The Institute For Solar Physics, The Royal Swedish Academy of Sciences: http://www.solarphysics.kva.se/
e Nature: http://www.sciencemag.org/content/early/recent
The Swedish 1-m Solar Telescope: http://www.solarphysics.kva.se/NatureNov2002/telescope_eng.html
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