Raggi gamma solari: il Sole svela un segreto rimasto nascosto per decenni

Una scoperta scientifica svela cosa accade davvero sopra la superficie del Sole durante i brillamenti più estremi
tratto da Greenme

Per anni li abbiamo osservati senza riuscire a spiegarli davvero. Lampi potentissimi, segnali estremi che arrivano dallo spazio ogni volta che il Sole dà il peggio di sé. Oggi, però, i raggi gamma solari hanno finalmente un’origine chiara, e la scoperta racconta molto di più di un semplice dettaglio tecnico: ci parla di quanto la nostra stella sia ancora capace di sorprenderci.

Tutto nasce da uno studio pubblicato su Nature Astronomy, firmato da un gruppo di fisici solari del New Jersey Institute of Technology. Analizzando uno dei brillamenti più violenti mai registrati, gli scienziati sono riusciti a individuare una sorgente di energia rimasta nascosta per decenni, proprio sopra la superficie del Sole.

Il brillamento che ha cambiato tutto

Il 10 settembre 2017 il Sole ha prodotto un brillamento di classe X8.2, uno degli eventi più intensi mai osservati. In quell’occasione, qualcosa di anomalo ha attirato l’attenzione dei ricercatori: un’emissione di raggi gamma solari troppo potente per essere spiegata con i modelli tradizionali.

La risposta non era sulla superficie solare, ma più in alto, nella corona, quella regione rarefatta e incandescente che circonda il Sole. Proprio lì è stata individuata una zona estremamente localizzata in cui si concentravano trilioni di particelle accelerate a energie impressionanti, pari a milioni di elettronvolt. Per rendere l’idea, si tratta di valori centinaia o migliaia di volte superiori a quelli tipici dei brillamenti “normali”.

Queste particelle si muovono quasi alla velocità della luce e rappresentano una popolazione completamente diversa da quella osservata finora. È da qui che nascono i segnali gamma che, per anni, hanno lasciato gli scienziati senza una spiegazione convincente.

Quando il Sole accelera particelle estreme e produce luce mai vista prima

Il meccanismo è affascinante quanto violento. Le particelle ad altissima energia, scontrandosi con il plasma dell’atmosfera solare, producono raggi gamma attraverso un processo fisico chiamato bremsstrahlung. In parole semplici, è una sorta di “frenata brusca” che trasforma l’energia delle particelle in luce estremamente energetica.

La vera sorpresa, però, sta nella distribuzione di queste particelle. A differenza di quanto accade di solito, qui non sono le particelle meno energetiche a essere più numerose. Al contrario, la maggior parte di esse si colloca proprio nella fascia di energia più alta. Un comportamento anomalo che spiega perfettamente lo spettro dei raggi gamma solari osservati durante il brillamento del 2017.

Due strumenti, una scoperta e un passo avanti per capire il meteo spaziale

Per arrivare a questa conclusione, i ricercatori hanno incrociato dati provenienti da strumenti molto diversi tra loro. Da un lato il Fermi Gamma-ray Space Telescope, che ha misurato con precisione le emissioni gamma, dall’altro l’Expanded Owens Valley Solar Array, un sistema di radiotelescopi in grado di “vedere” dove le particelle vengono accelerate nella corona solare.

La sovrapposizione dei segnali ha permesso di individuare una regione chiave, fino ad oggi ignorata, in cui le emissioni radio e gamma coincidono perfettamente. È lì che il Sole libera l’energia magnetica accumulata, trasformandola in acceleratori naturali di particelle estreme.

Capire come e dove nascono i raggi gamma solari non è solo una curiosità scientifica. Significa migliorare i modelli che descrivono l’attività solare e, di conseguenza, rendere più affidabili le previsioni del meteo spaziale, fondamentale per proteggere satelliti, reti elettriche e tecnologie da cui dipendiamo ogni giorno.

Non tutto, però, è stato chiarito. Resta ancora da capire se queste particelle siano elettroni o positroni, una distinzione sottile ma cruciale per comprendere fino in fondo i processi fisici in gioco. Le risposte potrebbero arrivare presto grazie all’aggiornamento dei radiotelescopi, che consentirà di misurare con maggiore precisione la polarizzazione delle emissioni.

Fonte: Nature