Decadimento della coppia di macchie solari elucida le proprietà delle caratteristiche magnetiche in movimento nelle vicinanze.

30 gennaio 2024 caratteristica

Questo articolo è stato revisionato secondo il processo editoriale e le politiche di Science X. Gli editor hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo la credibilità del contenuto:

• fatto recensito
• pubblicazione sottoposta a revisione tra pari
• fonte affidabile
• revisionato

di David Appell , Phys.org

Gli scienziati che studiano le macchie solari hanno trovato importanti indizi sulle caratteristiche magnetiche del loro decadimento che aiuteranno a comprendere l'evoluzione e l'origine reale di questi fenomeni magnetici misteriosi. I risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal.

Comprendere le macchie solari è fondamentale per comprendere il ciclo solare, il cambiamento periodico di circa 11 anni che modifica l'energia emessa dal Sole e la frequenza e l'intensità delle eruzioni che invia nello spazio e che possono influire negativamente sui satelliti e le reti elettriche sulla Terra. (Il 'ciclo' solare può durare da otto a 14 anni.)

Le macchie solari sembrano piuttosto semplici da lontano, ma sono aree complesse in cui la luce del Sole è intrappolata da campi magnetici contorti. Sono regioni temporanee di temperatura ridotta che si presentano come macchie scure sulla superficie del Sole, dove il flusso magnetico ristretto sopprime la convezione che porta il calore interno del Sole in superficie. Una macchia solare ha circa le dimensioni della Terra e spesso si presentano a coppie.

Il decadimento delle macchie solari non è ancora ben compreso. L'umbra centrale di una macchia solare è scura e ha i campi magnetici più forti; la penombra circostante, che può circondare più macchie solari, è più luminosa (ma comunque più scura del Sole) ed è composta da regioni allungate chiamate filamenti penombrali.

Le macchie solari vere e proprie sono circondate da regioni granulari di convezione e queste possono formare celle dette 'fossa', che sono per lo più regioni annulari non magnetiche. Le celle fossa si estendono da 10 a 20 milioni di metri oltre il confine della penombra delle macchie solari.

All'interno della cella fossa c'è il flusso fossa, un flusso radiale verso l'esterno del plasma diretto lontano dal centro del Sole, cioè lontano dalla macchia solare. Poi all'interno di questi movimenti ci sono piccole caratteristiche magnetiche in movimento (MMFs) che migrano lontano dalla macchia solare e dipendono dai campi magnetici nella penombra della macchia solare.

Gli scienziati cinesi hanno osservato due macchie solari adiacenti per sette giorni nel 2022, con dati raccolti dall'Helioseismic and Magnetic Imager a bordo del Solar Dynamics Observatory (lanciato nel 2010) e si sono concentrati sulla relazione tra il decadimento del flusso magnetico delle due macchie solari e il trasporto del flusso magnetico attraverso le MMFs. ('Flusso magnetico' può essere immaginato come il flusso di linee di campo magnetico in entrata o in uscita attraverso un'area delimitata.)

Le macchie solari ruotavano in senso antiorario l'una intorno all'altra di circa 13 gradi al giorno per i primi cinque giorni, poi la rotazione si è fermata. Determinando i confini dell'umbra e delle penombre mediante variazioni nell'intensità solare rispetto alla media della regione di quiete solare, hanno osservato campi di velocità orizzontale del plasma, che a loro volta hanno fornito stime del flusso magnetico delle MMFs.

Le macchie solari della coppia sono ciascuna decadute a un ritmo di circa 15 milioni di chilometri quadrati al giorno, un'area grande quanto l'Antartide. Di conseguenza, il tasso di diminuzione del flusso magnetico attraverso la macchia solare è dell'ordine di 1020 maxwell al giorno, dove un maxwell (Mx) è l'unità di flusso magnetico, pari a un gauss per centimetro quadrato. (Il campo magnetico della Terra, sebbene variabile, è di circa 0,2-0,6 gauss.)

All'interno di questo, le MMFs, volumi magnetici di piccola scala che si spostano radialmente lontano dalla macchia solare, avevano una dimensione di circa 2 secondi d'arco viste dalla Terra e si muovevano a circa 400 metri al secondo.

La relazione tra la perdita di flusso magnetico da una macchia solare in decadimento e le MMFs è ancora misteriosa. Ma i parametri quantitativi misurati qui stabiliscono che 'la formazione delle caratteristiche magnetiche in movimento dipende dai campi magnetici penombrali', hanno affermato Yang Peng e Zhike Xue via e-mail, autori rispettivamente dell'Osservatorio di Yunnan dell'Accademia cinese delle scienze e dell'Università dell'Accademia cinese delle scienze.

'I nostri risultati mostrano che un gran numero di MMFs si genererà anche nella regione priva di penombra, e le MMFs verticali (MMFs il cui campo magnetico è verticale) in questa regione sono notevolmente aumentate rispetto a quelle attorno alla penombra, che sono strettamente correlate all'umbra nuda nel granello.'

Queste osservazioni suggeriscono che quelle MMFs con campi magnetici verticali sono strettamente legate alla disintegrazione della macchia solare, e la maggior parte delle MMFs provenienti dalla regione di gap tra le due macchie solari può originarsi direttamente dall'umbra della macchia solare.

'In definitiva, i risultati forniscono possibili indizi sull'origine reale delle MMFs', hanno dichiarato Peng e Xue.

Journal information: Astrophysical Journal

© 2024 Science X Network