La Parker Solar Probe svela nuove intuizioni sulle isolette magnetiche

La Parker Solar Probe è una navetta spaziale progettata per studiare il Sole più da vicino che mai. Lanciata nell'agosto 2018, è in missione per avvicinarsi al Sole per sette anni, effettuando vari passaggi ravvicinati. Durante il suo secondo incontro con il Sole nell'aprile 2019, la sonda ha catturato immagini di una possibile isola magnetica, una caratteristica significativa della fisica solare. Questo articolo parla delle osservazioni fatte dallo strumento Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR) e dell'analisi di questa isola magnetica.

#Cos'è un'Isola Magnetica?

Un'isola magnetica è una struttura che si trova nell'atmosfera solare, in particolare nella regione chiamata Corona. Queste isole possono apparire come aumenti di densità e potrebbero influenzare il comportamento del Vento Solare. Le caratteristiche di queste feature sono principalmente definite dalla loro forma e movimento, che possono offrire spunti su varie attività solari.

#Osservazioni Fatte da WISPR

Durante l'incontro del 6 aprile 2019, la Parker Solar Probe era a circa 38 radii solari dal Sole. WISPR ha ottenuto immagini che mostrano un anello ellittico brillante, indicando la presenza di un'isola magnetica. Era contrassegnata da una regione di densità più bassa al suo centro, suggerendo l'influenza di campi magnetici. Utilizzando le immagini, gli scienziati hanno tracciato il movimento dell'isola e misurato la sua velocità e i cambiamenti di forma.

#Tracciamento dell'Isola Magnetica

Gli scienziati hanno usato due metodi per tracciare quest'isola attraverso le immagini catturate da WISPR. Il primo metodo si basava sull'analisi della traiettoria dell'isola in base alla sua posizione nel tempo, mentre il secondo comportava l'identificazione manuale di punti specifici sui bordi dell'isola.

Grazie a questi sforzi di tracciamento, è stato scoperto che l'isola si muoveva allontanandosi dal Sole, molto probabilmente all'interno dei flussi più lenti del vento solare. La forma dell'isola si è evoluta da una forma ellittica a una più circolare, indicando cambiamenti mentre si muoveva attraverso il materiale solare.

#Il Ruolo di WISPR

WISPR è unica poiché funge da unico strumento di imaging sulla Parker Solar Probe. Usa due telecamere per catturare immagini in luce bianca di strutture solari e fuoriuscite, cosa che aiuta gli scienziati a studiare queste feature in dettaglio. Con la sua vicinanza al Sole, WISPR può osservare caratteristiche che altri strumenti potrebbero perdere.

#L'Importanza della Sensibilità di WISPR

Il design di WISPR le consente di rilevare strutture deboli nell'atmosfera solare. Durante il secondo incontro, ha avvistato l'isola magnetica, che non era facilmente visibile in altre immagini di diverse missioni. Questo evidenzia la capacità di WISPR di catturare caratteristiche minori all'interno delle dinamiche solari complesse.

#Elaborazione Dati e Osservazione

I dati di WISPR arrivano in varie forme elaborate, rendendo più facile analizzare le strutture di interesse. Le osservazioni dell'isola magnetica si sono svolte dal 6 al 7 aprile 2019. Gli scienziati hanno applicato diverse tecniche di elaborazione per migliorare la visibilità della caratteristica dell'isola e rimuovere il rumore di fondo indesiderato.

#Osservazioni Iniziali

Nelle prime immagini, WISPR ha indicato un cambiamento di forma del flusso, una struttura nella corona solare. Poco dopo, l'isola è apparsa come una caratteristica distintiva, mostrando un bordo esterno brillante con una cavità evidente al centro. L'isola ha continuato a evolversi durante l'osservazione, cambiando forma mentre si muoveva lungo la struttura coronale solare.

#Metodi di Tracciamento

Per comprendere meglio il movimento dell'isola, gli scienziati hanno applicato varie tecniche di tracciamento.

#Tecnica di Tracciamento e Adattamento

Il primo metodo prevedeva l'uso di un modello noto per presumere che l'isola si allontanasse a una velocità costante. Analizzando le immagini nel tempo, potevano stimare il suo percorso. I dati raccolti hanno fornito dettagli sulla posizione dell'isola rispetto a vari strumenti che osservano il Sole.

#Selezione Manuale dei Punti

Il secondo metodo di tracciamento prevedeva l'identificazione visiva di punti lungo i bordi dell'isola nelle immagini. Segnando punti specifici, gli scienziati hanno tracciato come l'isola è evoluta durante il suo percorso. Questo metodo ha aiutato a confermare i risultati della prima tecnica di tracciamento.

#Analisi dell'Isola

Con i dati di tracciamento, gli scienziati hanno analizzato a fondo le dimensioni, l'orientamento e la cinematica dell'isola. Si sono concentrati su come l'isola cambiasse forma e cosa significassero quei cambiamenti per comprendere i processi solari.

#Misurazioni Cinematiche

Attraverso l'analisi, sono state determinate la velocità e l'accelerazione dell'isola. La velocità media indicava che l'isola magnetica si muoveva in modo simile ad altre feature solari conosciute, come i blob dei flussi. Questa intuizione è cruciale per comprendere il comportamento del vento solare.

#Valutazione di Forma e Dimensioni

Le misurazioni indicavano che la larghezza radiale dell'isola rimaneva relativamente invariata, mentre lo spessore verticale aumentava significativamente nel tempo. Questa trasformazione ha contribuito a rendere l'isola più circolare mentre viaggiava attraverso l'atmosfera solare.

#Interazione con i Flussi

Le osservazioni hanno anche indicato interazioni tra l'isola magnetica e la sua struttura di flusso circostante. I flussi sono caratteristiche su larga scala nella corona solare, e la loro dinamica può influenzare il vento solare e altri fenomeni solari.

#Cambiamenti nei Flussi

Mentre la regione attorno all'isola cambiava, il flusso mostrava anche lievi modifiche nella sua forma. Queste interazioni potrebbero segnalare come le Isole Magnetiche influenzano le strutture dell'atmosfera solare.

#Osservazioni da Altri Strumenti

Mentre WISPR ha fatto osservazioni dettagliate dell'isola magnetica, altri strumenti come il Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) e il Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) non hanno mostrato evidenze chiare dell'isola. Questa discrepanza suggerisce che fattori come sensibilità e angolo di visualizzazione possono avere un'influenza significativa su ciò che può essere osservato.

#Correlazioni con HI1A e COR2A

L'imager HI1A, noto per la sua sensibilità, ha catturato una caratteristica di densità nell'area dove l'isola dovrebbe trovarsi. Tuttavia, questa caratteristica non mostrava le stesse caratteristiche viste da WISPR. Le differenze evidenziano l'importanza delle capacità e dei punti di vista degli strumenti nelle osservazioni solari.

#Discussione

I risultati delle osservazioni di WISPR evidenziano la necessità di ulteriori studi sulle isole magnetiche solari. Forniscono spunti preziosi sull'attività solare e potrebbero aiutare a migliorare la nostra comprensione della dinamica del vento solare.

#Implicazioni per la Fisica Solare

Queste osservazioni suggeriscono che caratteristiche come le isole magnetiche potrebbero svolgere un ruolo nella formazione del vento solare e nell'influenza sulla struttura della corona. Comprendere il loro comportamento può portare a previsioni migliori sull'attività solare e il suo impatto sul clima spaziale.

#Conclusione

Lo studio dell'isola magnetica osservata durante il secondo incontro della Parker Solar Probe con il Sole rappresenta un significativo avanzamento nella fisica solare. Le osservazioni di WISPR rivelano dettagli sulla forma, il movimento e l'interazione dell'isola con l'ambiente solare. I futuri studi potrebbero approfondire ulteriormente queste caratteristiche, specialmente con i continui progressi nella tecnologia di osservazione. L'importanza di comprendere le strutture solari non può essere sottovalutata, poiché hanno implicazioni di vasta portata per le previsioni del clima spaziale e la nostra comprensione più ampia delle dinamiche solari.