Nuove scoperte sul campo magnetico del Sole

Il Sole ha un campo magnetico che può essere misurato e analizzato. Gli scienziati studiano questo campo magnetico per capire come si comporta e quali effetti ha sul sistema solare. Una misura del campo magnetico del Sole si chiama Campo Magnetico Solare Medio (SMMF). Questo valore rappresenta la forza media del campo magnetico che possiamo vedere dalla Terra.

La maggior parte delle ricerche sul SMMF si è concentrata sulla Fotosfera, che è lo strato del Sole che possiamo vedere. Tuttavia, questo studio esamina le misurazioni dalla Cromosfera, che è lo strato sopra la fotosfera. Combinando i dati di entrambi gli strati, vogliamo avere un'idea migliore di come funziona il campo magnetico del Sole.

#Campo Magnetico Solare Medio

L'SMMF si ottiene mediando la componente in linea di vista del campo magnetico dall'intera superficie visibile del Sole. Studi precedenti hanno trovato l'SMMF nella fotosfera, ma ci sono meno informazioni sulla cromosfera. Questa ricerca mira a colmare quel vuoto calcolando l'SMMF da entrambi gli strati.

I dati per questo studio provengono da uno strumento speciale chiamato Indagini Sinottiche Ottiche a Lungo Termine del Sole (SOLIS)/Spectromagnetografo Vettoriale (VSM). Ha raccolto dischi completi di Magnetogrammi a due lunghezze d'onda specifiche. Questi magnetogrammi ci permettono di analizzare i campi magnetici nella fotosfera e nella cromosfera in un periodo dal 2010 al 2017.

#Risultati sul SMMF Cromosferico

Questa ricerca mostra che l'SMMF misurato nella cromosfera è circa il 60% più debole rispetto all'SMMF misurato nella parte superiore della fotosfera. Nonostante questa differenza, la relazione tra le due misurazioni è forte, indicando che i cambiamenti in un campo si riflettono probabilmente nell'altro.

I risultati supportano l'idea che l'SMMF nella cromosfera contribuisce al campo magnetico presente nello spazio, noto come Campo Magnetico Interplanetario (IMF).

#Contesto Storico

Lo studio del campo magnetico del Sole ha una lunga storia. George Ellery Hale è stato il primo a osservare questi campi magnetici. Da allora, molti scienziati hanno lavorato per capire come si comporta questo campo magnetico e quali effetti ha sul sistema solare.

Le ricerche hanno dimostrato che l'SMMF non varia significativamente nel tempo. Ha un modello regolare con una periodicità notevole di circa 27 giorni. Le misurazioni hanno rivelato che l'SMMF può variare tra circa 0,2 gauss durante i periodi di bassa attività solare e 2 gauss durante i periodi di alta attività solare.

#Origini dell'SMMF

Ci sono ancora alcune incertezze su dove origini l'SMMF. Alcuni scienziati credono che potrebbe essere parte di un campo magnetico presente quando il Sole si è formato. Altri pensano che potrebbe essere causato dal movimento dei campi magnetici sulla superficie del Sole a causa della rotazione.

Le ricerche hanno fornito varie spiegazioni e dati a supporto di entrambe le idee. Rimane un tema di indagine continua.

#Fonti dei Dati

Per questo studio, abbiamo usato dati raccolti dal VSM, noto per le sue osservazioni di alta qualità del Sole. Il VSM è stato offline dalla fine del 2017 per aggiornamenti, ma in precedenza ha fornito informazioni preziose sul campo magnetico del Sole.

Il VSM utilizza modalità diverse per catturare dati sul campo magnetico. Le modalità specifiche utilizzate in questo studio sono progettate per fornire magnetogrammi a disco completo, il che significa che misurano l'intera parte visibile del Sole.

#Analisi dei Dati

Per ottenere risultati accurati, abbiamo selezionato con cura i dati utilizzati. Ci siamo concentrati su dati presi in una finestra di due ore per le osservazioni 6302L e 8542L per assicurarci che fossero comparabili. Questo processo ci ha permesso di analizzare un numero significativo di osservazioni evitando dati difettosi, che possono essere causati da vari problemi durante la raccolta dei dati.

I dati difettosi possono portare a conclusioni errate, quindi abbiamo dovuto filtrare i magnetogrammi che avevano pixel mancanti o artefatti. Una volta selezionati i dati validi, abbiamo mediato la forza del campo magnetico attraverso il disco solare visibile per trovare i valori SMMF.

#Confronto dei Risultati da Diversi Strumenti

Lo studio ha anche confrontato i valori SMMF ottenuti da diversi strumenti. Guardando ai dati del VSM insieme ad altre fonti come l'Osservatorio Solare di Wilcox (WSO) e l'Imager Eliosismico e Magnetico (HMI), siamo riusciti a confermare l'accuratezza dei nostri risultati.

I risultati del VSM hanno mostrato una buona corrispondenza con gli altri strumenti, il che suggeriva che le nostre misurazioni dell'SMMF erano accurate e affidabili. Possono esistere alcune piccole differenze a causa dei diversi strumenti utilizzati, ma i modelli complessivi sono rimasti simili.

#Variazioni Giornalieri e Attività Solare

Analizzare le variazioni giornaliere nei valori SMMF durante il periodo di studio ha mostrato modelli legati all'attività solare. Durante i periodi di bassa attività solare, come con meno macchie solari, i valori SMMF sembravano correlare più fortemente tra loro. Al contrario, durante i periodi di alta attività, le correlazioni erano un po' più deboli.

Questo suggerisce una relazione complessa tra l'attività solare e il comportamento del campo magnetico solare. Solleva domande su come fattori esterni o cambiamenti nell'ambiente solare possano influenzare queste misurazioni magnetiche.

#Il Ruolo della Cromosfera

Comprendere la cromosfera è essenziale per afferrare l'intero quadro del campo magnetico del Sole. La ricerca ha evidenziato come il campo magnetico nella cromosfera differisca rispetto a quello nella fotosfera. L'SMMF cromosferico più debole supporta l'idea che gran parte del campo magnetico che misuriamo nello spazio provenga dagli strati inferiori del Sole.

Questa osservazione enfatizza quanto siano dinamici e interconnessi gli strati del Sole. Con le prove raccolte, possiamo iniziare a formare una comprensione più chiara di come i campi magnetici viaggiano dal Sole nello spazio e dei potenziali effetti che possono avere sulla Terra e su altri pianeti.

#Conclusione

Lo studio indica l'importanza di misurare il campo magnetico solare attraverso diversi strati del Sole. L'SMMF nella cromosfera è più debole rispetto a quello nella fotosfera, ma entrambi i valori sono strettamente correlati e aiutano a informare la nostra comprensione del più ampio campo magnetico solare.

La ricerca sul campo magnetico solare continua a evolversi, con indagini in corso sulle sue origini e sui meccanismi che ne governano il comportamento. Questo studio contribuisce con preziose intuizioni che aiuteranno a plasmare la nostra comprensione delle dinamiche solari e dei loro effetti in tutto il sistema solare.