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Un Sole tranquillo

Il sole è una stella in continua evoluzione: a volte numerose macchie solari scure coprono la sua superficie visibile; in altri periodi, come l’attuale, è totalmente “vuota”. Tuttavia, per gli standard cosmici il Sole è straordinariamente monotono. Questo è il risultato di un nuovo studio presentato dai ricercatori sotto la guida dell’Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare (MPS) in Germania nel prossimo numero di Science. Per la prima volta, gli scienziati hanno confrontato il Sole con centinaia di altre stelle con periodi di rotazione simili e altre proprietà fondamentali. La maggior parte mostrava variazioni molto più forti. Ciò solleva la questione se la debolezza del Sole sia un tratto fondamentale o se la nostra stella abbia semplicemente attraversato una fase insolitamente tranquilla per diversi millenni.

La misura in cui l’attività solare, e quindi il numero di macchie solari e la luminosità solare varia, può essere ricostruita usando vari metodi, almeno per un certo periodo di tempo. Dal 1610 infatti, grazie alle varietà radioattive di carbonio e berillio negli anelli degli alberi o nel carotaggio dei ghiaccio consente di trarre conclusioni sul livello di attività solare negli ultimi 9000 anni. Durante questo periodo di tempo, gli scienziati hanno riscontrato fluttuazioni periodiche ricorrenti di intensità comparabile con gli ultimi decenni. «Tuttavia, rispetto all’intera durata della vita del Sole, 9000 anni sono come un battito di ciglia», sottolinea Timo Reinhold del Max Planck Institute, primo autore del nuovo studio. Dopo tutto, la nostra stella ha quasi 4,6 miliardi di anni. «È ipotizzabile che il Sole abbia attraversato una fase tranquilla per migliaia di anni e che quindi abbiamo un’immagine distorta della nostra stella», aggiunge.
Poiché non c’è modo di scoprire quanto fosse attivo il Sole nei tempi primordiali, gli scienziati possono solo ricorrere alle stelle: insieme ai colleghi dell’Università del Nuovo Galles del Sud in Australia e alla School of Space Research in Corea del Sud, i ricercatori del Max Planck Institute hanno indagato se il Sole si comportasse in modo coerente rispetto ad altre stelle simili. Così da classificare la sua attività attuale.A tal fine, i ricercatori hanno selezionato le stelle candidate che assomigliano al Sole in proprietà decisive. Oltre alla temperatura superficiale, all’età e alla proporzione di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio, i ricercatori hanno esaminato soprattutto il periodo di rotazione. «La velocità con cui una stella ruota attorno al proprio asse è una variabile cruciale», spiega Sami Solanki, direttore del MPS e coautore della nuova pubblicazione. La rotazione di una stella contribuisce, infatti, alla creazione del suo campo magnetico. «Il campo magnetico è la forza trainante responsabile di tutte le fluttuazioni dell’attività», afferma Solanki. Lo stato del campo magnetico determina la frequenza con cui il Sole emette radiazioni energetiche e scaglia particelle ad alta velocità nello spazio in eruzioni violente, quante sono le macchie solari scure e le regioni luminose sulla sua superficie e quindi anche la luminosità del Sole.
Palla di cristallo sul Sole

Sole (Nasa)

Un catalogo completo contenente i periodi di rotazione di migliaia di stelle è stato disponibile solo negli ultimi anni. Si basa sui dati di misurazione del Kepler Space Telescope della Nasa che ha registrato le fluttuazioni di luminosità di circa 150.000 stelle di sequenza principali (vale a dire quelle che si trovano nel mezzo della loro vita) dal 2009 al 2013. I ricercatori hanno analizzato questo enorme campione e selezionato quelle stelle che ruotano attorno al proprio asse entro 20-30 giorni. Il Sole ci mette circa 24,5 giorni. I ricercatori sono stati in grado di restringere ulteriormente questo campione utilizzando i dati del telescopio spaziale dell’Esa, Gaia. Alla fine, sono rimaste 369 stelle, che assomigliano al Sole anche in altre proprietà fondamentali.

L’esatta analisi delle variazioni di luminosità di queste stelle dal 2009 al 2013 rivela un quadro chiaro. Mentre tra fasi attive e inattive l’irraggiamento solare oscillava in media di appena lo 0,07 percento, le altre stelle mostravano variazioni molto maggiori. Le loro fluttuazioni erano in genere circa cinque volte più forti. «Siamo rimasti molto sorpresi dal fatto che la maggior parte delle stelle simili al Sole siano molto più attive del Sole», dice Alexander Shapiro del MPS, a capo del gruppo di ricerca Collegamento di variabili solari e stellari.

I ricercatori hanno studiato 2500 stelle simili al Sole con periodi di rotazione sconosciuti. La loro luminosità oscillava molto meno di quella dell’altro gruppo.

Questi risultati consentono due interpretazioni. Potrebbe esserci una differenza fondamentale ancora inspiegabile tra le stelle con periodo di rotazione noto e sconosciuto. «È altrettanto concepibile che le stelle con periodi di rotazione noti e simili al Sole ci mostrino le fluttuazioni fondamentali nell’attività di cui il Sole è capace», afferma Shapiro. Ciò significherebbe che la nostra stella è stata insolitamente debole negli ultimi 9000 anni e che su scale temporali molto grandi sono possibili anche fasi con fluttuazioni molto maggiori.Non vi è tuttavia motivo di preoccupazione. Per il prossimo futuro, non vi è alcuna indicazione di tale “iperattività” solare. Al contrario: nell’ultimo decennio, il Sole si è mostrato piuttosto debole, anche per i suoi bassi standard. Le previsioni di attività per i prossimi undici anni indicano che questo non cambierà presto.
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