Rilevata un'importante eruzione solare dietro il bordo del Sole

Il 29 settembre 2022, c'è stata un'importante esplosione solare che ha emesso Raggi Gamma sopra i 100 MeV. Questo evento è stato particolarmente interessante perché è stato rilevato nonostante l'esplosione si verificasse dietro il bordo orientale del Sole, rendendolo difficile da osservare direttamente dalla Terra. Strumenti avanzati a bordo dei satelliti sono riusciti a catturare questo evento, permettendo agli scienziati di analizzare le emissioni in varie lunghezze d'onda come raggi X, raggi gamma e onde radio.

#Cos'è un'esplosione solare?

Un'esplosione solare è un'improvvisa e intensa emissione di radiazioni emessa dal Sole. Questi eventi sono causati dal rilascio di energia magnetica accumulata nell'atmosfera del Sole. Le esplosioni possono produrre una grande varietà di emissioni, tra cui raggi X e raggi gamma, che sono forme di radiazione ad alta energia. Spesso si verificano in associazione con attività solari come macchie solari ed Espulsioni di Massa Coronale (CME).

#L'importanza dei raggi gamma

I raggi gamma sono la forma di luce a più alta energia, provenienti da vari eventi cosmici, comprese le esplosioni solari. La capacità di rilevare i raggi gamma aiuta gli scienziati a capire le condizioni e i processi che avvengono sul Sole. Le osservazioni delle emissioni di raggi gamma possono fornire informazioni preziose su come le Particelle vengono accelerate durante le esplosioni solari e come interagiscono con l'atmosfera solare e lo spazio circostante.

#Dettagli sull'osservazione

Durante l'esplosione del 29 settembre, il satellite Solar Orbiter e il Large Area Telescope (LAT) stavano entrambi osservando il Sole. Il Solar Orbiter si trovava a una distanza di 178 gradi dalla Terra. Questa posizione ha permesso di monitorare il bordo orientale del Sole. Grazie a questa osservazione coordinata, gli scienziati hanno scoperto che le emissioni osservate in diverse lunghezze d'onda avevano schemi simili.

Le emissioni di raggi gamma hanno raggiunto il picco solo 20 secondi dopo che le emissioni di raggi X duri sono state rilevate dal sito principale dell'esplosione, una caratteristica unica rispetto ad altri eventi solari simili.

#La natura unica di questa esplosione

Ciò che ha reso questa esplosione così notevole è stata la rapida salita e discesa delle emissioni di raggi gamma, che è più tipica delle esplosioni impulsive sul disco piuttosto che di quelle che si verificano dietro il bordo del Sole. Il tempismo delle emissioni di raggi gamma e raggi X duri suggeriva che probabilmente provenivano dagli stessi processi che avvenivano nell'atmosfera solare.

#Analisi delle emissioni

I dati raccolti hanno permesso ai ricercatori di esaminare da vicino i profili temporali delle emissioni. Hanno notato quanto rapidamente le emissioni sono aumentate e sono diminuite e il tempismo dei picchi. Si è scoperto che le emissioni di raggi gamma erano collegate a ioni accelerati nella regione attiva situata dietro il bordo del Sole. Si pensava che questa accelerazione fosse facilitata da una grande struttura magnetica che collegava questa regione al disco visibile del Sole.

#Contesto sulle esplosioni solari e le particelle ad alta energia

Da molti anni si sa che le esplosioni solari possono accelerare particelle, inclusi ioni, a energie molto elevate. Studi passati hanno dimostrato che gli ioni possono essere accelerati durante la fase impulsiva delle esplosioni, raggiungendo energie superiori a 300 MeV. Questo è stato generalmente collegato all'energia magnetica rilasciata attraverso un processo chiamato riconnessione magnetica.

Alcune esplosioni producono emissioni che possono durare per ore dopo l'evento iniziale, e queste emissioni sostenute hanno portato a varie teorie sulle loro origini. Due idee principali sono (a) accelerazione a un'onda d'urto causata da un'espulsione di massa coronale e (b) intrappolamento di particelle accelerate all'interno di anelli coronali.

#Comprendere le esplosioni dietro il bordo

Le esplosioni dietro il bordo presentano sfide uniche per le osservazioni poiché si verificano fuori dalla vista dalla Terra. Fino a poco tempo fa, solo pochi di questi eventi erano stati rilevati con emissioni significative. Tuttavia, l'esplosione recente del 29 settembre si aggiunge a un catalogo crescente di questo tipo di esplosioni e aiuta a informare la nostra comprensione della loro meccanica.

La ricerca su queste esplosioni dietro il bordo è cruciale per esaminare i processi che accelerano le particelle e come queste particelle viaggiano dal sito dell'esplosione al disco visibile.

#Osservazioni e strumentazione

Diversi strumenti sono stati coinvolti nell'osservazione dell'esplosione del 29 settembre. Il telescopio spettrometrico del Solar Orbiter per l'imaging dei raggi X (STIX) è stato fondamentale per catturare le emissioni di raggi X, mentre il LAT ha rilevato i raggi gamma. L'Orbiter ha fornito informazioni cruciali sulle emissioni termiche e non termiche che si verificavano durante l'esplosione.

Inoltre, i telescopi radio a terra sono stati in grado di monitorare le emissioni radio risultanti dall'esplosione. Questo approccio multi-strumento ha permesso un'analisi completa dell'evento.

#I risultati delle osservazioni

Le osservazioni hanno mostrato un'interazione complessa di emissioni. Sia le emissioni radio che quelle di raggi gamma indicavano esplosioni di energia collegate. Il tempismo e la forma di queste emissioni erano strettamente correlati, suggerendo una fonte di accelerazione comune.

Nonostante la mancanza di un'onda coronale visibile, che spesso accompagna tali esplosioni, i dati dello spettrografo radio hanno rivelato esplosioni significative. Questo ha indicato che le particelle venivano spinte nello spazio circostante, nonostante la posizione dell'esplosione dietro il bordo.

#Caratteristiche dell'emissione di raggi gamma

Il profilo temporale dei raggi gamma per questa esplosione ha mostrato cambiamenti rapidi, che sono indicativi di esplosioni impulsive. Le osservazioni hanno indicato un tempo di salita di soli 184 secondi, molto più breve rispetto alle esplosioni tipiche dietro il bordo che di solito mostrano tempi di salita più lunghi. Questo comportamento rapido è caratteristico delle esplosioni che si verificano sul disco visibile del Sole.

Le somiglianze nel tempismo tra i raggi gamma e i raggi X duri rafforzano l'idea che un meccanismo comune sia in atto, probabilmente collegato alla struttura magnetica che collega la regione attiva al disco visibile.

#Implicazioni per comprendere l'accelerazione delle particelle

I risultati dell'esplosione del 29 settembre sottolineano che le emissioni ad alta energia possono avvenire a causa di processi che si verificano in strutture magnetiche su larga scala che collegano diverse regioni del Sole. L'idea che le particelle possano viaggiare distanze significative prima di essere rilevate suggerisce che le connessioni magnetiche complesse giochino un ruolo vitale nella dinamica delle esplosioni solari.

Le osservazioni sfidano le nozioni precedenti che grandi espulsioni o onde d'urto siano sempre necessarie per spiegare le emissioni ad alta energia dalle esplosioni solari. Invece, sembra che i meccanismi di accelerazione all'interno dell'atmosfera solare possano anche portare a eventi significativi ad alta energia.

#Sfide con i modelli precedenti

I modelli precedenti di accelerazione delle particelle legati alle espulsioni di massa coronale hanno subito critiche. Il tempismo delle emissioni di particelle suggerisce che potrebbe esserci un meccanismo diverso in gioco, uno che non dipende esclusivamente dalle onde d'urto. La rapida decadenza delle emissioni e il modo in cui si generano non sono coerenti con i comportamenti attesi dalle emissioni generate da onde d'urto.

La complessità degli eventi osservati in questa esplosione indica che i ricercatori devono ampliare i loro modelli per tenere conto di vari fattori che influenzano l'accelerazione delle particelle e le emissioni delle esplosioni solari.

#Il futuro delle osservazioni solari

Le osservazioni effettuate durante l'esplosione del 29 settembre 2022 evidenziano l'importanza di osservazioni continuate e coordinate delle attività solari. Le analisi multi-lunghezza d'onda offrono informazioni uniche sugli eventi che si verificano sul Sole, specialmente per aree difficili da raggiungere come quelle dietro il bordo.

Con l'avanzamento della tecnologia, gli scienziati saranno in grado di affinare i loro modelli e ottenere una comprensione più profonda delle esplosioni solari e delle loro emissioni associate. Questa conoscenza è cruciale non solo per la fisica solare, ma anche per comprendere il tempo spaziale e il suo potenziale impatto sulla Terra e sulla tecnologia umana.

#Conclusione

L'esplosione solare del 29 settembre 2022 ha rappresentato un evento essenziale studiato grazie alla collaborazione di vari strumenti e tecniche. I risultati di questo evento sottolineano la natura complessa delle esplosioni solari e i meccanismi che governano l'accelerazione delle particelle.

La ricerca e le osservazioni continuate aiuteranno a svelare i misteri dell'attività solare e i suoi effetti sul sistema solare. Mentre gli scienziati raccolgono più dati, la nostra comprensione di questi incredibili eventi continuerà a crescere, rivelando i segreti del nostro Sole e la sua influenza sul nostro mondo.