Nascosta ai nostri occhi. È la luce del Sole svelata da una nuova immagine dal telescopio Nuclear Spectroscopic Telescope Array (Nustar) della Nasa, missione che vede il fondamentale contributo dell’Agenzia Spaziale Italiana.
Lo sguardo dell’osservatorio orbitale ha rivelato la luce e i raggi X ad alta energia emessi dal materiale più caldo dell’atmosfera del Sole.

Le osservazioni, realizzate nel giugno 2022, potrebbero aiutare gli scienziati a risolvere uno dei più grandi misteri della fisica solare: il rapporto tra i nanoflares, le piccole eruzioni che si manifestano nell’atmosfera del Sole, e le alte temperature che caratterizzano lo strato atmosferico più esterno della nostra stella, la corona solare.

Da tempo, gli scienziati che studiano il Sole non riescono a spiegare quello che appare come un grande paradosso: perché la parte più esterna dell’atmosfera della nostra stella, la corona solare, raggiunga temperature di oltre un milione di gradi Celsius – almeno 100 volte più elevata della sua superficie. Come se l’aria intorno a un fuoco fosse più calda delle fiamme che lo tengono vivo.
Una possibile spiegazione potrebbe vedere nei brillamenti e nei nanoflares, rispettivamente grandi e piccole esplosioni nella corona solare, il motore di questo inaspettato surriscaldamento.
Nel caso dei brillamenti, queste eruzioni di calore, luce e particelle sono abbastanza regolari ma non sufficientemente frequenti da mantenere la corona alle alte temperature osservate dagli scienziati.
Per questo motivo, i più quotati come veri responsabili di tale fenomeno sono i nanoflares.

Queste piccole eruzioni possono, infatti, manifestarsi molto più frequentemente rispetto ai brillamenti, probabilmente abbastanza da riscaldare la corona solare grazie alla loro azione collettiva.
Un singolo evento di nanoflares è, tuttavia, troppo debole per essere osservato in mezzo alla luce sfolgorante del Sole, rendendo così molto complicato indagare il loro ruolo effettivo nell’attività solare

La nuova immagine di Nustar mostra, però, quello che potrebbe essere il prodotto della loro unione: la luce del materiale ad alta temperatura che si pensa abbia origine quando si manifesta un gran numero di nanoflares l’uno vicino all’altro.
Le osservazioni di Nustar consentono ora ai fisici solari di studiare la frequenza con cui queste piccole eruzioni si verificano e il modo in cui rilasciano energia.

Il Sole appare diverso a seconda di chi lo guarda. Da sinistra, Nustar della Nasa vede i raggi X ad alta energia; la missione Hinode dell’Agenzia giapponese di esplorazione aerospaziale vede i raggi X a bassa energia; il Solar Dynamics Observatory della Nasa vede la luce ultravioletta.

I raggi X ad alta energia osservati da Nustar appaiono solo in alcuni punti dell’atmosfera solare. Una circoscrizione non riscontrabile, invece, nel caso di telescopi che rilevano i raggi X a bassa energia, come la missione Hinode di Jaxa, o rivelatori della luce ultravioletta, come l’Atmospheric Imaging Assembly del Solar Dynamics Observatory della Nasa.

Queste specifiche lunghezze d’onda indagate vengono, infatti, emesse su tutta la superficie del Sole.

La missione Nustar vede il forte contributo di Asi con lo Space Science Data Center (SSDC) allo sviluppo del software scientifico per la calibrazione dei dati. L’Agenzia fornisce, inoltre, la stazione di terra e ospita in SSDC un mirror dell’archivio dati ufficiale. Nustar è stata sviluppata per osservare oggetti  come buchi neri massicci e stelle collassate nei raggi X di alte energie. Il telescopio ha un campo di vista relativamente piccolo, motivo per cui è in grado di vedere solo una porzione del Sole alla volta.
L’immagine scattata nel giugno 2022 è, dunque, un mosaico di 25 differenti osservazioni.

«Nustar è una piccola missione (Smex-11 Nasa) pensata per osservare i fenomeni più violenti che avvengono nell’Universo nei raggi X di alte energie. La sua elevata sensibilità ha permesso di aprire una nuova finestra osservativa che ha consentito di espandere la nostra conoscenza della fisica di buchi neri, stelle di neutroni e supernove. Di solito, questo tipo di telescopi non osserva direttamente il Sole per evitare di danneggiare i rivelatori a bordo – afferma Simonetta Puccetti, ricercatrice dell’ Unità di Ricerca Spaziale di Asi – Tuttavia, la radiazione solare non è particolarmente intensa nella banda energetica degli strumenti di Nustar. Quindi, si è deciso di aggiungere questo nuovo obiettivo scientifico a quelli già raggiunti da questo gioiellino della Nasa. I dati ottenuti permetteranno di capire meglio la fisica che governa la nostra stella e sono già un ottimo risultato, ma nell’analisi di future osservazioni si potrebbe addirittura individuare tracce di materia oscura attraverso la ricerca di assioni».

Queste osservazioni di Nustar sono state effettuate in coincidenza con il dodicesimo avvicinamento al Sole della sonda Parker Solar Probe di Nasa, l’investigatore spaziale che si è spinto più vicino alla nostra stella di ogni altra sonda. Le osservazioni di Nustar potranno, dunque, essere collegate ai campioni diretti dell’ambiente solare raccolti da Parker e fornire nuove informazioni fondamentali per comprendere la fisica solare.

Immagine in evidenza: la luce ad alta energia dei raggi X rilevata dal telescopio Nustar di Nasa; è stata aggiunta una griglia per indicare la superficie del Sole. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Jaxa