La sonda Parker Solar Probe è nella storia: tocca (quasi) il Sole

Partita nel 2018 con l’obiettivo di studiare da vicino il Sole, la sonda Parker Solar Probe ha finalmente varcato il confine della corona solare. E fa le prime scoperte…

Per la prima volta nella storia, un’astronave ha “toccato” il Sole. La sonda solare Parker Polar Probe della NASA ha volato infatti attraverso l’atmosfera superiore del Sole – la corona – e lì ha campionato particelle e campi magnetici. Il nuovo traguardo segna un passo importante per Parker Solar Probe e un passo da gigante per la “scienza solare”.

PERCHÉ? Proprio come l’atterraggio sulla Luna ha permesso agli scienziati di capire come si è formato il nostro satellite, toccare la stessa sostanza di cui è composto il Sole fornirà informazioni fondamentali sulla nostra stella e sulla sua influenza sul sistema solare, ma anche sulle stelle che si trovano nel resto dell’Universo.

Mentre si avvicina alla superficie solare, Parker colleziona scoperte che altri veicoli spaziali dedicati allo studio del Sole non erano stati in grado di realizzare perché non abbastanza vicini al flusso di particelle che dal Sole raggiunge la Terra. Nel 2019, la stessa Parker aveva scoperto che strutture magnetiche a zig-zag nel vento solare, chiamate “tornanti“, abbondano vicino al Sole. Ma come e dove si formano era rimasto un mistero. Rispetto ad allora Parker Solar Probe ha dimezzato la distanza e ha potuto identificare un luogo da cui questi fenomeni hanno origine: la superficie solare.

CI SIAMO! «Volando così vicino al Sole, la Parker Solar Probe ha rilevato condizioni nello strato di spazio dominato magneticamente dell’atmosfera solare – la corona – che non abbiamo mai potuto prima osservare così da vicino», ha affermato Nour Raouafi, scienziato del progetto Parker presso il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Alloro, Maryland. I dati che ci permettono di dire che siamo entrati nella corona si celano nei dati del campo magnetico, nei dati del vento solare e visivamente nelle immagini. Possiamo effettivamente vedere l’astronave volare attraverso strutture coronali che osserviamo durante un’eclissi solare totale.

La Parker Solar Probe è stata lanciata nel 2018 per esplorare i misteri del Sole viaggiando più vicino ad esso rispetto a qualsiasi altra navicella spaziale. Tre anni dopo il lancio e decenni dopo il primo concepimento, Parker è finalmente arrivata al suo obiettivo. A differenza della Terra, il Sole non ha una superficie solida. Ma ha un’atmosfera surriscaldata, fatta di materiale legato al Sole dalla gravità e dalle forze magnetiche. Quando il calore e la pressione in aumento spingono quel materiale lontano dalla superficie, raggiunge un punto in cui la gravità e i campi magnetici sono troppo deboli per contenerlo.

Quel punto, noto come “superficie critica di Alfvén”, segna la fine dell’atmosfera solare e l’inizio del vento solare.

TROPPO VELOCI! Quest’ultimo trascina con sé il campo magnetico del Sole mentre corre attraverso il sistema solare, verso la Terra e oltre. È importante sottolineare che, oltre la superficie critica di Alfvén, il vento solare si muove così velocemente (centinaia di chilometri al secondo) che le onde all’interno del vento non possono mai viaggiare abbastanza velocemente da tornare al Sole, interrompendo la loro connessione.

Fino ad ora, i ricercatori non erano sicuri della distanza a cui si trova esattamente la superficie critica di Alfvén. Basandosi su immagini della corona, le stime l’avevano collocata a una distanza compresa tra  10 e 20 raggi solari dalla superficie del Sole, cioè tra 6,9 e 13,7 milioni di chilometri.

GIRA E GIRA… La traiettoria a spirale di Parker ha portato la sonda sempre più vicino al Sole, in modo graduale, e durante gli ultimi passaggi il veicolo spaziale si è trovato costantemente al di sotto dei 20 raggi solari (pari al 91 percento della distanza della Terra dal Sole), dunque oltre il fatidico confine (secondo le stime). Il 28 aprile 2021, durante il suo ottavo sorvolo del Sole, Parker Solar Probe ha incontrato le condizioni magnetiche e particellari specifiche a 18,8 raggi solari (circa 13 milioni di chilometri) sopra la superficie solare, che hanno fatto capire agli scienziati che Parker aveva effettivamente attraversato la superficie critica di Alfvén per il prima volta e che si trovava nell’atmosfera solare.

NELL’OCCHIO DEL “CICLONE”. Durante il sorvolo, Parker Solar Probe è entrata e uscita dalla corona diverse volte. Del resto, come era stato previsto, la superficie critica di Alfvén non ha la forma di una sfera (immaginaria) perfettamente liscia, ma, piuttosto, presenta punte e valli che increspano la sua superficie.

Ad un certo punto, quando Parker Solar Probe è sceso a poco meno di 15 raggi solari (circa 10,5 milioni di chilometri) dalla superficie del Sole, ha attraversato una caratteristica della corona chiamata “pseudostreamer”. Gli pseudostreamer sono strutture che si elevano sopra la superficie del Sole e possono essere viste dalla Terra durante le eclissi solari. Passare attraverso lo pseudostreamer è stato un po’ come volare nell’occhio di un ciclone.

UNA PRIMIZIA. Al suo interno, le condizioni si sono calmate, le particelle hanno rallentato e il numero di tornanti è diminuito: un cambiamento drammatico rispetto all’intensa raffica di particelle che l’astronave di solito incontra nel vento solare.

Per la prima volta, l’astronave si è trovata in una regione in cui i campi magnetici erano abbastanza forti da dominare il movimento delle particelle. Queste condizioni sono state la prova definitiva, se ancora ce ne fosse bisogno, che aveva superato la superficie critica di Alfvén ed era entrata nell’atmosfera solare dove i campi magnetici modellano il movimento di ogni cosa nella regione. Il primo passaggio attraverso la corona, durato solo poche ore, è uno dei tanti previsti per la missione.

Parker continuerà ad avvicinarsi a spirale verso il Sole, arrivando fino a 8,86 raggi solari (6 milioni di chilometri) dalla superficie. Il prossimo avvicinamento avverrà a gennaio del 2022.