Viaggio verso il Sole per scoprire il mistero delle temperature

La superficie della nostra stella, la fotosfera, raggiunge i seimila gradi; l’atmosfera intorno, la corona, supera i due milioni di gradi.

Questo, dice Marco Romoli, è uno dei grandi enigmi.

Per questa ragione, aggiunge Romoli, abbiamo realizzato il coronografo Metis, decollato sulla Solar Orbiter il 9 febbraio e in volo verso l’astro. È un telescopio capace di eclissare il disco centrale e indagare le sue gigantesche eruzioni

La nuova spia cosmica lanciata per indagare i misteri del Sole è entrata in attività. Dopo avere acceso il primo strumento, un magnetometro che misura — appunto — il campo magnetico, anche gli altri nove di cui è dotata la sonda Solar Orbiter hanno dato il via alle ricerche. Costruita dall’Esa europea con la partecipazione della Nasa, è partita per lo spazio il 9 febbraio. Potrà sembrare strano ma, nonostante le osservazioni della stella da cui dipende la vita sulla Terra siano iniziate con Galileo Galilei oltre quattro secoli fa e poi siano continuate con schiere di telescopi terrestri, l’astro continua a mantenere impenetrabili segreti. Con l’arrivo dell’era spaziale è diventato anche uno dei primi obiettivi a mobilitare gli scienziati già dagli anni Sessanta del secolo scorso: andare al di là del filtro dell’atmosfera terrestre, è stato ripetuto, avrebbe concesso balzi decisivi nella conoscenza. Così in parte è stato. Però gli enigmi restano numerosi e fondamentali anche nella gestione della nostra quotidianità.

«Da Solar Orbiter non ci aspettiamo di scoprire l’incredibile, però i suoi strumenti ci aiuteranno a decifrare per la prima volta aspetti determinanti del funzionamento della macchina solare», spiega a «la lettura» Marco Romoli, dell’Università di Firenze (culla con l’Osservatorio di Arcetri dello studio del Sole), responsabile dell’unico strumento italiano installato a bordo, il coronografo Metis (ulteriori collaborazioni italiane hanno riguardato altri strumenti).

Realizzato dall’Asi assieme all’Istituto nazionale di astrofisica, il Cnr, varie università e i costruttori Ohb Italia e Tas, mira a sciogliere il mistero forse più intrigante del Sole. «Vorremmo capire — ammette — perché la superficie dell’astro, la fotosfera, ha una temperatura di seimila gradi mentre l’atmosfera intorno, la corona, supera i due milioni di gradi. Che cosa la riscalda tanto eccezionalmente? Quali sono i processi che scatenano il fenomeno? Per trovare delle risposte — continua Romoli — compiremo due tipi di indagini. Una riguarda il modo in cui viene accelerato il vento solare più veloce che esce dai poli raggiungendo i 700 chilometri al secondo quando l’astro è in una fase di quiete mentre dalle altre zone arriva a circa 300 chilometri al secondo; con la seconda indagine vogliamo cogliere la configurazione del campo magnetico valutando la sua influenza sulla velocità dello stesso vento. Si tratta di due esplorazioni essenziali per compiere un significativo passo avanti».

La sfida non è semplice per il coronografo che ha preso il nome dalla mitologia greca. Metis era una divinità molto potente, figlia di Oceano e di Teti, e impersonificava la saggezza, la ragione e l’intelligenza. In realtà è l’acronimo di Multi Element Telescope for Imaging and Spettroscopy, per dire che è un telescopio capace di eclissare il disco centrale del Sole con un occultatore riuscendo in questo modo a osservare e misurare le zone intorno della corona dove si genera il vento solare formato da particelle di elettroni, protoni e ioni. «Qui hanno origine gigantesche eruzioni che si alzano in spazi che potrebbero contenere decine di volte la Terra — precisa lo scienziato —. Sarà un obiettivo di Metis scoprire come nascono e come si propagano».

Oggi c’è una flotta di satelliti (una decina) intorno alla Terra tutti dedicati in vario modo alla nostra stella. Ma dall’inizio dell’era spaziale gli astrofisici hanno sempre coltivato il sogno di avvicinarsi il più possibile per misurarne direttamente la sua natura. Il primo progetto fu elabor a t o a l l ’ H a r v a r d - S mi t h s o n i a n C e n t e r f o r Astrophysics da Giuseppe Colombo, il geniale meccanico celeste proveniente dell’Università di Padova e collaboratore della Nasa nel tracciare le orbite delle sonde interplanetarie. Nelle stanze americane mise a punto il progetto An Arrow to

the Sun, una freccia nel Sole, nel quale la sondakamikaze si sarebbe addirittura inabissata nei gorghi infuocati dell’astro registrandone sino all’ultimo momento possibile le caratteristiche. La tecnologia era però ancora lontana dal permettere l’impresa con successo e si dovette aspettare l’inizio del nuovo millennio per affrontare un viaggio simile all’idea di Colombo.

Due anni fa la Nasa lanciò la sonda Parker Solar Probe che arriverà a 7 milioni di chilometri dall’astro senza disporre comunque, al contrario del robot europeo, di un telescopio, e facendo ricorso solo a strumenti rilevatori. Solar Orbiter volerà sino a 42 milioni di chilometri compiendo però un’esplorazione mai tentata prima con una temperatura intorno che raggiungerà i 500 gradi centigradi. «Osserveremo per la prima volta i poli, aree critiche per gli enigmi solari, grazie alla sua orbita inclinata di 35 gradi sul piano dell’eclittica. Raggiunta la posizione elevata scruteremo le zone dove le particelle ad alta energia si accelerano più che altrove e come queste sorgenti sono legate alla configurazione del campo magnetico da cui dipende la complessità del processo, riscaldamento incluso. Solar Orbiter e Parker Solar Probe integreranno quindi da punti diversi le osservazioni tenendo conto che più ci si allontana più gli effetti si attenuano».

Il Sole, la grande fornace in cui senza sosta la fusione nucleare trasforma idrogeno in elio, lanciando nello spazio fiumi di energia e particelle, coinvolge la Terra scatenando tempeste geomagnetiche dannose per i satelliti, le reti elettriche e informatiche. «Decifrare i fenomeni da cui tutto parte è pure essenziale per sapere come difenderci — conclude Romoli —. A ciò bisogna aggiungere che studiare il Sole è come scoprire la stele di Rosetta per capire la fisica di tutte le stelle nell’universo».