Il telescopio solare NSF Inouye fornisce immagini da record di brillamenti solari e anelli coronali

Le immagini a più alta risoluzione di un brillamento solare catturate alla lunghezza d’onda H-alfa (656,28 nm) mai catturate potrebbero rimodellare il modo in cui comprendiamo l’architettura magnetica del Sole e migliorare le previsioni meteorologiche spaziali.

 

 

Le immagini a più alta risoluzione di un brillamento solare catturate alla lunghezza d’onda H-alfa (656,28 nm) mai catturate potrebbero rimodellare il modo in cui comprendiamo l’architettura magnetica del Sole e migliorare le previsioni meteorologiche spaziali.

Utilizzando il telescopio solare Daniel K. Inouye della National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti, costruito e gestito dall’NSF National Solar Observatory (NSO), gli astronomi hanno catturato filamenti scuri di loop coronale con una chiarezza senza precedenti durante la fase di decadimento di un brillamento di classe X1.3 l’8 agosto 2024 alle 20:12 UT.

Gli anelli avevano una larghezza media di 48,2 km, forse fino a 21 km, i più piccoli anelli coronali mai ripresi.

Questo segna un potenziale passo avanti nella risoluzione della scala fondamentale degli anelli coronali solari e nello spingere i limiti della modellazione dei brillamenti in un regno completamente nuovo.

Gli anelli coronali sono archi di plasma che seguono le linee del campo magnetico del Sole, spesso precedendo i brillamenti solari che innescano improvvisi rilasci di energia associati ad alcune di queste linee del campo magnetico che si attorcigliano e si spezzano.

Questa esplosione di energia alimenta le tempeste solari che possono avere un impatto sulle infrastrutture critiche della Terra.

Gli astronomi dell’Inouye osservano la luce solare alla lunghezza d’onda H-alfa (656,28 nm) per osservare caratteristiche specifiche del Sole, rivelando dettagli non visibili in altri tipi di osservazioni solari.

“Questa è la prima volta che il telescopio solare Inouye ha mai osservato un brillamento di classe X”, afferma Cole Tamburri, autore principale dello studio che è supportato dal programma Inouye Solar Telescope Ambassador mentre completa il suo dottorato di ricerca presso l’Università del Colorado Boulder (CU).

Il programma è finanziato dalla NSF ed è progettato per supportare gli studenti di dottorato nella creazione di una coorte ben collegata di scienziati all’inizio della carriera presso le università statunitensi, che porteranno la loro esperienza nella riduzione e nell’analisi dei dati di Inouye alla più ampia comunità solare.

“Questi brillamenti sono tra gli eventi più energetici prodotti dalla nostra stella e siamo stati fortunati a catturare questo in condizioni di osservazione perfette”.

Il team, che comprende scienziati dell’NSO, del Laboratorio di Fisica Atmosferica e Spaziale (LASP), del Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) e della CU, si è concentrato sui sottili anelli di campo magnetico (centinaia di essi) intrecciati.

In media, gli anelli misuravano circa 48 km di diametro, ma alcuni erano proprio al limite di risoluzione del telescopio. “Prima di Inouye, potevamo solo immaginare come fosse questa scala”, spiega Tamburri.

“Ora possiamo vederlo direttamente. Questi sono i più piccoli anelli coronali mai fotografati sul Sole”.

Lo strumento Visible Broadband Imager (VBI) di Inouye, sintonizzato sul filtro H-alfa, può risolvere caratteristiche fino a ~24 km.

Questo è oltre due volte e mezzo più nitido del secondo miglior telescopio solare, ed è quel salto di risoluzione che ha reso possibile questa scoperta.

“Sapere che un telescopio può teoricamente fare qualcosa è una cosa”, osserva Maria Kazachenko, coautrice dello studio e scienziata della NSO. “In realtà vederlo esibirsi a quel limite è esaltante”.

Mentre il piano di ricerca originale prevedeva lo studio della dinamica delle linee spettrali cromosferiche con lo strumento Visible Spectropolarimeter (ViSP) di Inouye, i dati VBI hanno rivelato qualcosa di inaspettato: strutture coronali ultrasottili che possono informare direttamente i modelli di flare costruiti con complessi codici radiativi-idrodinamici.

“Siamo andati alla ricerca di una cosa e ci siamo imbattuti in qualcosa di ancora più intrigante”, ammette Kazachenko.

Le teorie hanno a lungo suggerito che gli anelli coronali potrebbero essere larghi da 10 a 100 km, ma confermare questa gamma osservativamente è stato impossibile, fino ad ora.

“Stiamo finalmente sbirciando nelle scale spaziali su cui abbiamo speculato per anni”, afferma Tamburri.

“Questo apre la porta allo studio non solo delle loro dimensioni, ma anche delle loro forme, della loro evoluzione e persino delle scale in cui avviene la riconnessione magnetica, il motore dietro i brillamenti”.

Forse la cosa più allettante è l’idea che questi loop potrebbero essere strutture elementari, gli elementi costitutivi fondamentali dell’architettura dei flare.

“Se questo è il caso, non stiamo solo risolvendo fasci di loop; stiamo risolvendo singoli loop per la prima volta”, aggiunge Tamburri. “È come passare dal vedere una foresta a vedere improvvisamente ogni singolo albero”.

L’immagine in sé è mozzafiato: anelli scuri e filiformi che si inarcano in un’arcata luminosa, nastri luminosi incisi in rilievo quasi incredibilmente nitido: uno triangolare compatto vicino al centro e uno a forma di arco nella parte superiore.

Anche uno spettatore casuale, suggerisce Tamburri, riconoscerebbe immediatamente la complessità.

“È un momento fondamentale nella scienza solare”, conclude. “Stiamo finalmente vedendo il Sole alle scale su cui lavora”. Qualcosa reso possibile solo dalle capacità senza precedenti del telescopio solare NSF Daniel K. Inouye.

L’articolo che descrive questo studio, intitolato “Unveiling Unprecedented Fine Structure in Coronal Flare Loops with the DKIST”, è ora disponibile su The Astrophysical Journal Letters.