I record corretti delle macchie solari mostrano che il minimo di Maunder non è terminato abruptly.

20 agosto 2024

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by David Appell, Phys.org

Quanto sono accurate le registrazioni del passato delle macchie solari? In uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal, un team di ricercatori internazionali ha esaminato la storia delle macchie solari e ha scoperto che dopo il periodo insolito di quasi assenza di macchie solari, un periodo chiamato minimo di Maunder, la transizione verso un numero più normale di macchie solari non è stata così brusca come si pensava.

La scoperta ha implicazioni per la comprensione del dinamo solare, i processi fisici nel sole che creano il suo campo magnetico, e l'influenza del sole sulla Terra.

Le macchie solari, macchie scure sulla luminosa superficie del sole, sono utili per gli scienziati come un proxy per i processi interni del sole e la sua produzione. Gli astronomi hanno iniziato a registrare i numeri delle macchie solari fin dal 165 a.C., sebbene con lacune nel medioevo e nel XV secolo. I conteggi sistematici delle macchie solari tramite telescopi sono iniziati nel XVI secolo, e il Solar Influences Data Analysis Center presso l'Osservatorio reale del Belgio ha mantenuto un record del numero medio giornaliero mensile delle macchie solari dal 1749.

Le macchie solari sono utili per prevedere il tempo spaziale, le condizioni nella ionosfera, il dinamo solare (i processi fisici nel sole che generano il suo campo magnetico) e come proxy per la produzione solare, che a sua volta determina quanta energia solare colpisce la parte superiore dell'atmosfera terrestre, influenzando le temperature superficiali sulla Terra e il riscaldamento globale.

Uno dei periodi più interessanti della storia delle macchie solari è stato il grande minimo solare chiamato minimo di Maunder, un periodo dal 1645 d.C. al 1715 che ha visto una rara scarsità di macchie solari, in alcuni casi in numero pari allo 0,1% di quelle viste ai tempi moderni.

In passato si pensava che il minimo di Maunder fosse collegato alla Piccola Era Glaciale (LIA), un periodo freddo in alcune parti dell'emisfero settentrionale che è durato dall'inizio del XIV secolo alla metà del XIX secolo, ma negli ultimi anni, gli scienziati hanno successivamente individuato come causa principale della LIA l'attività vulcanica del XIII secolo.

L'attività delle macchie solari è tornata "normale" successivamente. Nell'era dei telescopi non è stato osservato nulla di simile al minimo di Maunder, neanche il minimo di Dalton che va dal 1790 al 1830 circa.

“Abbiamo scoperto che il recupero dell'attività solare dopo il minimo di Maunder potrebbe essere stato più graduale e meno intenso di quanto si pensasse,” ha dichiarato Victor Carrasco, autore principale e assistente alla ricerca presso l'Universidad de Extremadura a Badajoz, in Spagna. "Prima del nostro studio si pensava che la transizione dalla fine del minimo di Maunder al periodo di attività solare 'normale' fosse brusca. Questa scoperta ha importanti implicazioni per i modelli del dinamo solare."

Il gruppo ha riesaminato i dati degli osservatori di macchie solari dell'epoca, tra cui gli astronomi tedeschi Johann L. Rost e Sebastian Alischer, nel periodo di 11 anni dal 1716 al 1726. Molte di queste vecchie registrazioni sono state trasmesse da osservatori successivi e molte di esse sono ora disponibili online.

Esaminando attentamente queste registrazioni e altre, comprese le rappresentazioni della superficie solare di Johann Christoph Müller, hanno subito sospettato che i valori registrati da Rost sembrassero confusi. In particolare, hanno pensato che Rost, che ha redatto la maggior parte delle registrazioni, avesse possibilmente confuso i conteggi delle singole macchie solari con i conteggi dei gruppi di macchie solari.

I gruppi di macchie solari sono singole entità che possono includere diverse macchie solari vicine; sono più facili da vedere, quindi se ne perdono di meno. La registrazione di Rost indicava anche che la maggior parte delle macchie solari appariva nell'emisfero meridionale del sole.

Rost aveva inserito sia voci testuali nelle sue registrazioni, numerando e elencando le macchie solari osservate, sia diagrammi che indicavano le loro posizioni sul disco solare. Effettuando un nuovo conteggio dei gruppi di macchie solari, il team ha definito i gruppi di macchie solari dove Rost aveva descritto un cluster di macchie solari - non un compito facile poiché Rost non rendeva sempre chiare le distanze di ciascun cluster di macchie solari.

Hanno trovato differenze significative. Ad esempio, il primo ciclo solare dopo il minimo di Maunder ha avuto un numero massimo di gruppi di macchie solari di 12, rispetto a studi precedenti. La forma di quel ciclo è diventata più evidente, con una fase crescente che ha raggiunto un numero massimo di gruppi nel 1719-1720, poi una fase in calo fino al 1724 circa, seguita da una fase crescente del nuovo ciclo solare.

Sono riusciti persino a contare un numero maggiore di giorni di osservazione rispetto a Rost e Alischer, poiché le informazioni fornite dai due sono state utilizzate per determinare che le macchie solari esistevano anche se il numero esatto dei gruppi non era determinato. E hanno scoperto che la simmetria emisferica era stata ripristinata.

Perché dettagli così importanti contano? I modelli del dinamo solare incorporano 'intermittenze' nell'attività solare, il che significa che ci sono periodi di attività fortemente soppressa che si alternano casualmente con intervalli di attività ciclica 'normale', ha spiegato Carrasco. 'Il minimo di Maunder è spesso citato come esempio di tali periodi di quiete. I nostri risultati cambiano le idee su come si comporta l'attività solare durante queste transizioni e migliorano la nostra comprensione del suo comportamento nel lungo termine.'

Il gruppo spera che questo lavoro migliori la ricerca dei modellisti solari e che altri saranno altrettanto motivati a scoprire i record dei macchie solari non ancora inclusi nei database, specialmente nel XVIII secolo, quando la copertura osservativa era piuttosto bassa in alcuni periodi.

Ulteriori informazioni: V. M. S. Carrasco et al, Comprensione dell'attività solare dopo il minimo di Maunder: Record di macchie solari di Rost e Alischer, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad3fb9

Informazioni sulla rivista: Astrophysical Journal

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