Come funzionano i brillamenti solari e i rischi che pongono

Un improvviso lampo di luminosità sulla superficie del Sole si chiama bagliore solare. Se l'effetto è visto su una stella oltre a Sole, il fenomeno è chiamato bagliore stellare. Un bagliore stellare o solare rilascia una grande quantità di energia, in genere nell'ordine di 1 × 10²⁵ joule, su un ampio spettro di lunghezze d'onda e particelle. Questa quantità di energia è paragonabile all'esplosione di 1 miliardo di megatoni di TNT o di dieci milioni di eruzioni vulcaniche. Oltre alla luce, un bagliore solare può espellere atomi, elettroni e ioni nello spazio in quella che viene chiamata espulsione di massa coronale. Quando le particelle vengono rilasciate dal Sole, sono in grado di raggiungere la Terra entro un giorno o due. Fortunatamente, la massa può essere espulsa verso l'esterno in qualsiasi direzione, quindi la Terra non è sempre interessata. Sfortunatamente, gli scienziati non sono in grado di prevedere i razzi, avvisano solo quando si è verificato.

Il più potente bagliore solare fu il primo ad essere osservato. L'evento si è verificato il 1 ° settembre 1859 ed è chiamato il

Come i pianeti, le stelle sono composte da più livelli. Nel caso di un bagliore solare, tutti gli strati dell'atmosfera solare sono interessati. In altre parole, l'energia viene rilasciata dalla fotosfera, dalla cromosfera e dalla corona. I razzi tendono a verificarsi vicino a macchie solari, che sono regioni di intensi campi magnetici. Questi campi collegano l'atmosfera del sole al suo interno. Si ritiene che i razzi derivino da un processo chiamato riconnessione magnetica, quando i circuiti di forza magnetica si rompono, si ricongiungono e rilasciano energia. Quando l'energia magnetica viene improvvisamente rilasciata dalla corona (che significa improvvisamente in pochi minuti), la luce e le particelle vengono accelerate nello spazio. La fonte della materia rilasciata sembra essere materiale proveniente dal campo magnetico elicoidale non collegato, tuttavia, gli scienziati non hanno ancora capito come funzionano i razzi e perché a volte ci sono più particelle rilasciate rispetto alla quantità in a anello coronale. Il plasma nell'area interessata raggiunge le temperature nell'ordine di decine di milioni di Kelvin, che è quasi caldo come il nucleo del Sole. Gli elettroni, i protoni e gli ioni sono accelerati dall'intensa energia a quasi la velocità della luce. Radiazioni elettromagnetiche copre l'intero spettro, dai raggi gamma alle onde radio. L'energia rilasciata nella parte visibile dello spettro rende alcuni bagliori solari osservabili a occhio nudo, ma la maggior parte dell'energia è al di fuori dell'intervallo visibile, quindi i razzi sono osservati usando strumenti scientifici. Non è facilmente prevedibile se un brillamento solare sia accompagnato da un'espulsione di massa coronale. I bagliori solari possono anche rilasciare uno spruzzo di bagliore, che comporta un'espulsione di materiale che è più veloce di una sporgenza solare. Le particelle rilasciate da uno spray flare possono raggiungere una velocità compresa tra 20 e 200 chilometri al secondo (kps). Per mettere questo in prospettiva, il velocità della luce è 299,7 kps!

I bagliori solari più piccoli si verificano più spesso di quelli grandi. La frequenza di qualsiasi bagliore che si verifica dipende dall'attività del Sole. Dopo il ciclo solare di 11 anni, possono esserci più razzi al giorno durante una parte attiva del ciclo, rispetto a meno di uno a settimana durante una fase silenziosa. Durante l'attività di punta, possono esserci 20 razzi al giorno e oltre 100 a settimana.

Un precedente metodo di classificazione del brillamento solare si basava sull'intensità della linea Hα dello spettro solare. Il moderno sistema di classificazione classifica i razzi in base al loro flusso di picco da 100 a 800 raggi X picometrici, come osservato dal veicolo spaziale GOES che orbita attorno alla Terra.

Ogni categoria è ulteriormente classificata su una scala lineare, in modo tale che un bagliore X2 sia due volte più potente di un bagliore X1.

I brillamenti solari producono ciò che viene chiamato tempo solare sulla Terra. Il vento solare colpisce la magnetosfera della Terra, producendo aurora boreale e australis e presentando un rischio di radiazioni per satelliti, veicoli spaziali e astronauti. La maggior parte del rischio riguarda gli oggetti in orbita terrestre bassa, ma le espulsioni di massa coronale dai brillamenti solari possono far esplodere i sistemi di alimentazione sulla Terra e disabilitare completamente i satelliti. Se i satelliti cadessero, i telefoni cellulari e i sistemi GPS sarebbero senza servizio. Il luce ultravioletta e raggi X rilasciato da un bagliore interrompe la radio a lungo raggio e probabilmente aumenta il rischio di scottature e cancro.

In una parola: sì. Mentre il pianeta stesso sopravviverebbe a un incontro con un "superflare", l'atmosfera potrebbe essere bombardata da radiazioni e tutta la vita potrebbe essere cancellata. Gli scienziati hanno osservato il rilascio di superflares da altre stelle fino a 10.000 volte più potenti di un tipico bagliore solare. Mentre la maggior parte di questi razzi si verificano in stelle che hanno campi magnetici più potenti del nostro Sole, circa il 10% delle volte la stella è paragonabile o più debole del Sole. Dallo studio degli anelli degli alberi, i ricercatori ritengono che la Terra abbia sperimentato due piccole superflares: una nel 773 E.V. e un'altra nel 993 E.V. È possibile aspettarsi un superflare circa una volta al millennio. La possibilità di un superflare a livello di estinzione non è nota.

Anche i razzi normali possono avere conseguenze devastanti. La NASA ha rivelato che la Terra è mancata da poco un catastrofico bagliore solare il 23 luglio 2012. Se il bagliore si fosse verificato solo una settimana prima, quando era stato puntato direttamente su di noi, la società sarebbe stata respinta nel Medioevo. L'intensa radiazione avrebbe disabilitato le reti elettriche, le comunicazioni e il GPS su scala globale.

Quanto è probabile che un tale evento in futuro? Il fisico Pete Rile calcola che le probabilità di un brillamento solare dirompente sono del 12% ogni 10 anni.

Al momento, gli scienziati non possono prevedere un brillamento solare con alcun grado di precisione. Tuttavia, un'elevata attività delle macchie solari è associata ad una maggiore possibilità di produzione di bagliori. L'osservazione delle macchie solari, in particolare il tipo chiamato delta spot, viene utilizzata per calcolare la probabilità che si verifichi un bagliore e quanto sarà forte. Se si prevede un forte bagliore (classe M o X), la National Oceanic and Atmospher Administration (NOAA) degli Stati Uniti emette una previsione / avvertimento. Di solito, l'avviso consente 1-2 giorni di preparazione. Se si verificano un bagliore solare e un'espulsione di massa coronale, la gravità dell'impatto del bagliore sulla Terra dipende dal tipo di particelle rilasciate e da come direttamente il bagliore si affaccia sulla Terra.

• "Big Sunspot 1520 rilascia il chiarore di classe X1.4 con CME orientato a terra". NASA. 12 luglio 2012.
• "Descrizione di un aspetto singolare visto al sole il 1 settembre 1859", Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, v20, pp13 +, 1859.
• Karoff, Christoffer. "Prove osservative per una maggiore attività magnetica delle stelle superflare." Volume 7 di Nature Communications, Mads Faurschou Knudsen, Peter De Cat, et al., Numero articolo: 11058, 24 marzo 2016.