Superflare una volta al secolo | ScienceDaily

Non c’è dubbio che il Sole sia una stella capricciosa, come dimostrano le tempeste solari insolitamente forti di quest’anno. Alcuni di essi hanno portato a aurore notevoli anche a basse latitudini. Ma la nostra stella può diventare ancora più furiosa? Prove dei più violenti “capricci” solari si possono trovare nei tronchi di alberi preistorici e in campioni di ghiaccio glaciale millenario. Tuttavia, da queste fonti indirette, non è possibile determinare la frequenza dei superflare. E le misurazioni dirette della quantità di radiazione che raggiunge la Terra dal Sole sono disponibili solo dall’inizio dell’era spaziale.

Un altro modo per conoscere il comportamento a lungo termine del nostro Sole è rivolgersi alle stelle, come è l’approccio del nuovo studio. I moderni telescopi spaziali osservano migliaia e migliaia di stelle e registrano le loro fluttuazioni di luminosità nella luce visibile. I superflare, che rilasciano quantità di energia superiori a un ottilione di joule in un breve periodo di tempo, si mostrano nei dati osservativi come picchi brevi e pronunciati di luminosità. “Non possiamo osservare il Sole per migliaia di anni”, ha spiegato l’idea alla base dello studio, il Prof. Dr. Sami Solanki, direttore dell’MPS e coautore. “Invece, tuttavia, possiamo monitorare il comportamento di migliaia di stelle molto simili al Sole per brevi periodi di tempo. Questo ci aiuta a stimare la frequenza con cui si verificano i superflare”, aggiunge.

Alla ricerca di parenti stretti del Sole

Nello studio attuale, il team comprende ricercatori dell’Università di Graz (Austria), dell’Università di Oulu (Finlandia), dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone, dell’Università del Colorado Boulder (USA) e del Commissariato per le Energie Atomiche e Alternative dell’Università di Paris-Saclay e l’Università di Paris-Cité, hanno analizzato i dati di 56450 stelle simili al Sole viste dal telescopio spaziale Kepler della NASA tra il 2009 e il 2013. “Nel loro insieme, i dati di Keplero ci forniscono la prova di 220.000 anni di attività stellare”, ha affermato il Prof. Dr. Alexander Shapiro dell’Università di Graz.

Fondamentale per lo studio è stata l’accurata selezione delle stelle da prendere in considerazione. Dopotutto, le stelle scelte dovrebbero essere “parenti” particolarmente stretti del Sole. Gli scienziati hanno quindi ammesso solo stelle la cui temperatura superficiale e luminosità erano simili a quelle del Sole. I ricercatori hanno anche escluso numerose fonti di errore, come la radiazione cosmica, il passaggio di asteroidi o comete, nonché stelle diverse dal sole, che nelle immagini di Keplero potrebbero accidentalmente brillare in prossimità di una stella simile al sole. Per fare ciò, il team ha analizzato attentamente le immagini di ogni potenziale superflare – solo pochi pixel di dimensione – e ha contato solo quegli eventi che potevano essere assegnati in modo affidabile a una delle stelle selezionate.

In questo modo, i ricercatori hanno identificato 2889 superflare su 2527 delle 56450 stelle osservate. Ciò significa che in media una stella simile al Sole produce un superflare circa una volta al secolo.

“I calcoli con la dinamo ad alte prestazioni di queste stelle di tipo solare spiegano facilmente le origini magnetiche dell’intenso rilascio di energia durante tali superflare”, ha affermato il coautore Dr. Allan Sacha Brun del Commissariato delle energie atomiche e alternative di Paris-Saclay e dell’Università di Parigi-Cité.

Sorprendentemente frequente

“Siamo rimasti molto sorpresi dal fatto che le stelle simili al Sole siano soggette a superflare così frequenti”, ha affermato il primo autore, il dottor Valeriy Vasilyev dell’MPS. Precedenti indagini condotte da altri gruppi di ricerca avevano rilevato intervalli medi di mille o addirittura diecimila anni. Tuttavia, gli studi precedenti non erano stati in grado di determinare la fonte esatta del brillamento osservato e quindi dovevano limitarsi alle stelle che non avevano vicini troppo vicini nelle immagini del telescopio. Lo studio attuale è il più preciso e sensibile fino ad oggi.

Intervalli di tempo medi più lunghi tra eventi solari estremi sono stati suggeriti anche da studi alla ricerca di prove di violente tempeste solari che colpiscono la Terra. Quando un flusso particolarmente elevato di particelle energetiche provenienti dal Sole raggiunge l’atmosfera terrestre, producono una quantità rilevabile di atomi radioattivi come l’isotopo radioattivo del carbonio ¹⁴C. Questi atomi vengono poi depositati in archivi naturali come gli anelli degli alberi e il ghiaccio glaciale. Anche migliaia di anni dopo, l’improvviso afflusso di particelle solari ad alta energia può quindi essere dedotto misurando la quantità di 14C utilizzando le moderne tecnologie.

In questo modo, i ricercatori sono stati in grado di identificare cinque eventi estremi di particelle solari e tre candidati negli ultimi dodicimila anni dell’Olocene, portando a un tasso medio di occorrenza di una volta ogni 1500 anni. Si ritiene che il più violento sia avvenuto nell’anno 775 d.C. Tuttavia, è del tutto possibile che in passato sul Sole si siano verificati più eventi violenti di particelle di questo tipo e anche più superflare. “Non è chiaro se i brillamenti giganteschi siano sempre accompagnati da espulsioni di massa coronale e quale sia la relazione tra superflare ed eventi estremi di particelle solari. Ciò richiede ulteriori indagini”, ha sottolineato il coautore Prof. Dr. Ilya Usoskin dell’Università di Oulu in Finlandia. fuori. Osservando le prove terrestri degli eventi solari estremi del passato si potrebbe quindi sottostimare la frequenza dei superflare.

Previsione di condizioni meteorologiche spaziali pericolose

Il nuovo studio non rivela quando il Sole avrà il suo prossimo attacco. I risultati, però, invitano alla cautela. “I nuovi dati ricordano chiaramente che anche gli eventi solari più estremi fanno parte del repertorio naturale del Sole”, ha affermato la coautrice Dr. Natalie Krivova dell’MPS. Durante l’evento Carrington del 1859, una delle tempeste solari più violente degli ultimi 200 anni, la rete telegrafica crollò in gran parte dell’Europa settentrionale e del Nord America. Secondo le stime, il brillamento associato ha rilasciato solo un centesimo dell’energia di un superflare. Oggi, oltre alle infrastrutture sulla superficie terrestre, sarebbero a rischio soprattutto i satelliti.

La preparazione più importante in caso di forti tempeste solari è quindi una previsione affidabile e tempestiva. Per precauzione si potrebbero spegnere ad esempio i satelliti. Dal 2031, la sonda spaziale Vigil dell’ESA aiuterà nello sforzo di previsione. Dalla sua posizione di osservazione nello spazio, osserverà il Sole di lato e noterà prima delle sonde legate alla Terra quando i processi che potrebbero causare condizioni meteorologiche spaziali pericolose si stanno preparando sulla nostra stella. L’MPS sta attualmente sviluppando l’imager polarimetrico e magnetico per questa missione.