Da tempo immemorabile osserviamo fenomeni enigmatici che sfidano la nostra comprensione. Esplosioni di energia colossale, impulsi incredibilmente intensi provenienti dal cosmo quando la nostra stella attraversa le sue fasi più turbolente. Adesso, finalmente, i raggi gamma solari possiedono una spiegazione scientifica precisa, e questa rivelazione va ben oltre un mero dato tecnico: dimostra quanto il Sole continui a stupirci con i suoi segreti.
L’origine di questa scoperta risiede in una ricerca apparsa su Nature Astronomy, realizzata da un team di esperti del New Jersey Institute of Technology. Esaminando una delle eruzioni più devastanti mai documentate, i ricercatori hanno identificato una fonte energetica celata per oltre mezzo secolo, situata esattamente sopra lo strato superficiale solare.
L’eruzione che ha rivoluzionato la comprensione
Il 10 settembre 2017 la nostra stella ha generato un’eruzione classificata X8.2, tra gli eventi più estremi mai documentati. Durante questo episodio, un elemento insolito ha catturato l’interesse degli studiosi: un rilascio di raggi gamma solari eccessivamente intenso per essere interpretato attraverso le teorie convenzionali.
La soluzione non si trovava nello strato visibile del Sole, bensì nella regione superiore, nella corona, quella zona rarefatta e rovente che avvolge la stella. Precisamente in quel punto è stata localizzata un’area estremamente concentrata dove si accumulavano miliardi di miliardi di particelle accelerate a livelli energetici straordinari, nell’ordine dei milioni di elettronvolt. Per comprendere meglio, parliamo di valori da centinaia a migliaia di volte più elevati rispetto alle eruzioni convenzionali.
Queste particelle viaggiano a velocità prossime a quella della luce e costituiscono una categoria radicalmente differente da quelle studiate precedentemente. È proprio questa la fonte degli impulsi gamma che, per lunghi anni, hanno lasciato la comunità scientifica priva di risposte soddisfacenti.
Il meccanismo attraverso cui il Sole genera particelle estreme ed emette radiazioni inedite
Il processo è tanto affascinante quanto esplosivo. Le particelle cariche di energia elevatissima, collidendo con il plasma dell’atmosfera stellare, generano raggi gamma mediante un fenomeno fisico denominato bremsstrahlung. Semplificando, si tratta di una sorta di “decelerazione improvvisa” che converte l’energia cinetica delle particelle in radiazione elettromagnetica ad altissima frequenza.
L’autentica rivelazione, tuttavia, riguarda come queste particelle si distribuiscono. Contrariamente alle situazioni abituali, non sono gli elementi meno energetici a prevalere numericamente. Paradossalmente, la concentrazione maggiore si riscontra proprio nella banda energetica superiore. Un comportamento atipico che chiarisce perfettamente le caratteristiche dello spettro gamma osservato nell’eruzione del 2017.
Due tecnologie, una rivelazione e un progresso nella previsione meteorologica spaziale
Per giungere a questa conclusione, gli scienziati hanno combinato informazioni raccolte da apparecchiature molto differenti. Da una parte il Fermi Gamma-ray Space Telescope, che ha registrato con accuratezza le radiazioni gamma, dall’altra l’Expanded Owens Valley Solar Array, un complesso di radiotelescopi capace di identificare dove le particelle vengono accelerate nell’atmosfera coronale.
L’integrazione dei dati ha consentito di identificare una zona cruciale, sino ad ora trascurata, dove le emissioni radio e gamma si sovrappongono esattamente. È in quella regione che il Sole scarica l’energia magnetica immagazzinata, trasformandola in acceleratori spontanei di particelle estreme.
Comprendere l’origine e la localizzazione dei raggi gamma solari non rappresenta solamente un interesse accademico. Significa perfezionare i modelli descrittivi dell’attività stellare e, conseguentemente, aumentare l’accuratezza delle previsioni meteorologiche spaziali, essenziali per salvaguardare satelliti, infrastrutture elettriche e sistemi tecnologici da cui la nostra società dipende quotidianamente.
Tuttavia, alcuni interrogativi permangono. Rimane da determinare se queste particelle siano elettroni oppure positroni, una distinzione apparentemente minima ma fondamentale per decifrare completamente i meccanismi fisici coinvolti. Le soluzioni potrebbero emergere rapidamente grazie al potenziamento dei radiotelescopi, che permetterà di analizzare con maggiore dettaglio la polarizzazione delle emissioni.
Fonte: Nature