MEGACHIROTTERA: SE LA DINAMO SOLARE BALLA AL RITMO DEI PIANETI

lunedì 3 giugno 2019

SE LA DINAMO SOLARE BALLA AL RITMO DEI PIANETI

Il periodico allineamento fra Venere, Terra e Giove potrebbe avere un ruolo nell’inversione del campo magnetico del Sole e, dunque, nel ciclo dell’attività solare. Lo propone uno studio dell’istituto di ricerca tedesco Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, aggiungendo nuovi dettagli a un filone di ricerca che va avanti da anni

di Paolo Soletta

Ricordate quando, su queste pagine,abbiamo parlato di un “Sole senza macchie”? Vi avevamo descritto il ciclo solare undecennale, che, in concomitanza con picchi massimi e minimi di attività, determina apparizione e sparizione delle macchie solari. Ci eravamo soffermati su vari aspetti del fenomeno, senza però interrogarci sul perché di una tale regolarità. Un team di astrofisici dello Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, un istituto di ricerca tedesco, ha ora trovato indizi a sostegno dell’ipotesi – peraltro niente affatto nuova – che siano le forze gravitazionali dei pianeti, agendo sul Sole come una sorta di orologio, il fattore decisivo del suo ritmo costante.

Crediti: Nasa

Per dimostrare questo rapporto, il gruppo di ricercatori guidato dal fisico Frank Stefani ha confrontato sistematicamente le osservazioni storiche degli ultimi mille anni relative all’attività solare – ovvero ai cicli undecennali in cui si vedono apparire, scomparire e riapparire le macchie solari – con gli allineamenti planetari, dimostrando in modo inequivocabile che i due fenomeni sono statisticamente correlati. «C’è un livello sorprendentemente alto di concordanza: quello che vediamo è il completo parallelismo dell’attività solare con gli allineamenti planetari nel corso di ben novanta cicli», commenta con entusiasmo Stefani. «Tutto indica un processo temporizzato».

Analogamente all’attrazione gravitazionale e mareale che la Luna – ovviamente ricambiata – esercita sulla Terra, i pianeti sarebbero dunque in grado di spostare il plasma dal centro alla superficie del Sole e quindi di influenzare i moti convettivi interni che generano il suo campo magnetico.

Le possibili combinazioni planetarie sono molte (e l’allineamento di tutti i pianeti, pur entro un inevitabile margine di errore, è estremamente raro: una volta ogni paio di millenni), ma è l’allineamento Venere-Terra-Giove a mostrare una sorprendente regolarità: raggiunge il massimo ogni 11,07 anni, esattamente la durata del famoso ciclo solare undecennale.

Come si evince leggendo lo studio di Stefani e colleghi, preceduto da un altro articolo dello stesso autore di inizio 2018, questa coincidenza temporale era conosciuta in ambito scientifico almeno dal 1948, ma è stata sempre trascurata per la diffusa convinzione che un oggetto di massa enorme come il Sole non potesse in alcun modo risentire dell’influenza di corpi così piccoli e lontani come i pianeti.

Per risolvere questa contraddizione e andare oltre la nuda, seppur singolare, coincidenza temporale tra i due fenomeni, il team tedesco ha considerato un nuovo meccanismo indiretto di influenza del campo magnetico del sole: l’instabilità di Tayler (da non confondere con la, pur simile, instabilità di Taylor), un effetto fisico che viene generato dalla corrente elettrica che passa in un liquido conduttore – come l’acqua o i metalli allo stato liquido – amplificandone in modo notevole le variazioni di comportamento. A partire da una certa intensità di corrente, sotto la quale il fenomeno non ha rilevanza, basta dunque una “spinta” energetica minima per creare una reazione a catena notevole. Sembra proprio che tale spinta, nel caso del Sole, arrivi dai tre pianeti allineati e che il plasma solare rappresenti il liquido conduttore.

Per poterlo dimostrare, già dal nel 2016 gli scienziati tedeschi hanno simulato l’instabilità di Tayler in una colonna di metallo liquido, migliorando costantemente il modello fino allo studio ora pubblicato su Solar Physics.

«Quando, per la prima volta, lessi le idee che collegavano la dinamo solare ai pianeti, rimasi piuttosto scettico», ricorda Stefani. «Ma quando, nelle simulazioni al computer, abbiamo scoperto che l’instabilità di Tayler creava oscillazioni nelle strutture elettriche elicoidali, mi sono chiesto: cosa potrebbe accadere se, al posto del liquido, fosse proprio il plasma solare a essere influenzato da una piccola perturbazione simile a una marea? Il risultato è stato fenomenale. L’oscillazione era evidentissima e si sincronizzava con il ciclo della perturbazione esterna».

Nella dinamo solare entrano in gioco altri fattori a complicare la questione, come l’effetto omega. Nel Sole, il plasma ruota infatti più rapidamente all’equatore rispetto ai poli e questa rotazione differenziale, a sua volta, genera i campi magnetici che, arrivati in superficie, sono visibili sotto forma di macchie solari che evidenziano un campo magnetico quasi parallelo all’equatore. A contrastare l’effetto omega c’è, però, l’effetto alfa, che – nomen omen – tende a riportare tutto com’era all’inizio, distorcendo i campi magnetici appiattiti sull’equatore e inducendoli a risalire in senso verticale. Ecco, l’effetto alfa non ha mai trovato una spiegazione scientifica degna di nota e l’instabilità di Tayler, secondo Stefani, ne sarebbe almeno in parte responsabile.

L'effetto alfa

La torsione delle linee del campo magnetico è causata dagli effetti della rotazione del Sole. Questo è chiamato l'effetto alfa dopo la lettera greca che assomiglia ad un loop attorcigliato. I primi modelli della dinamo del Sole presumevano che la torsione fosse prodotta dagli effetti della rotazione del Sole su flussi convettivi molto grandi che trasportano il calore sulla superficie del Sole. Un problema con questa ipotesi è che la torsione atteso è di gran lunga eccessiva e produce cicli magnetici lunghi solo un paio di anni.

L'effetto Omega

I campi magnetici all'interno del Sole sono distesi e avvolti attorno al Sole mediante una rotazione differenziale - il cambiamento del tasso di rotazione in funzione della latitudine e del raggio all'interno del Sole. Questo è chiamato effetto omega dopo la lettera greca usata per rappresentare la rotazione. La rotazione differenziale del Sole con latitudine può assumere una linea di campo magnetico orientata nord-sud e avvolgerla attorno al Sole in circa 8 mesi.

Frattanto gli esperimenti di laboratorio proseguono senza sosta, anche perché, aldilà dall’essere una mera congettura scientifica per palati fini, l’applicazione dell’instabilità di Tyler anche su scala più piccola – come le previsioni meteorologiche terrestri – potrebbe portare vantaggi anche alla nostra vita quotidiana.

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