Un’enorme apertura nell’atmosfera solare: fonte di un raro isotopo di elio

Alla fine di ottobre 2023, il Sole ha emesso una quantità straordinaria di elio-3, la più grande mai osservata provenire dalla nostra stella centrale. Gli astronomi, dopo un’attenta indagine, hanno individuato l’origine di questo fenomeno in un getto lanciato dal bordo di un buco coronale, parte di una rara eruzione solare composta solo da elementi più leggeri.

Secondo l’astrofisico Radoslav Bučík del Southwest Research Institute negli Stati Uniti, “questo raro isotopo, più leggero del comune elio-4 di un solo neutrone, è scarso nel nostro Sistema Solare, con un rapporto di circa un ione di elio-3 ogni 2.500 ioni di elio-4”. I getti solari sembrano accelerare preferenzialmente l’elio-3 a velocità o energie elevate, probabilmente a causa del suo unico rapporto carica-massa.

L’elio-4 è di gran lunga l’isotopo più comune di elio, costituendo circa un quarto di tutta la materia normale nell’Universo per massa. La maggior parte dell’elio-3 e dell’elio-4 presenti nell’Universo si pensa si sia formata nei momenti successivi al Big Bang. Tra i due, l’isotopo più piccolo è decisamente meno abbondante.

Normalmente, l’elio-3 costituisce circa lo 0,002 percento del vento solare. Tuttavia, i getti solari possono aumentare la concentrazione di elio-3 fino a 10.000 volte rispetto alla sua concentrazione abituale nell’atmosfera solare. Il 24 e 25 ottobre 2023, l’osservatorio Solar Orbiter di ESA e NASA ha rilevato elio-3 che si allontanava dal Sole in concentrazioni 180.000 volte superiori alla sua concentrazione normale nell’atmosfera solare, a velocità più elevate rispetto alla maggior parte degli altri materiali nel flusso.

In quei giorni, gli osservatori solari hanno registrato la presenza di un grande buco coronale sulla superficie del Sole. I buchi coronali sono regioni temporanee nella corona solare, o atmosfera, dove si forma un’apertura nel campo magnetico. Non possono essere visti in luce visibile, ma nelle immagini ultraviolette e a raggi X appaiono piuttosto scuri. Questo perché il plasma in queste aree è più freddo e meno denso rispetto al materiale circostante.

Con i campi magnetici più deboli del solito, il vento solare può sfuggire più facilmente, spingendo particelle cariche nello spazio a velocità elevate. Ai margini di questo particolare buco coronale, Bučík e i suoi colleghi hanno identificato un flusso di plasma altamente collimato noto come getto solare come la fonte dell’evento di particelle solari che includeva l’alta abbondanza di elio-3.

Bučík afferma: “Sorprendentemente, la forza del campo magnetico in questa regione era debole, più tipica delle aree solari tranquille piuttosto che delle regioni attive. Questo risultato supporta teorie precedenti che suggeriscono che l’arricchimento di elio-3 è più probabile in plasma debolmente magnetizzato, dove la turbolenza è minima”.

Un aspetto ancora più interessante di questo particolare getto è ciò che conteneva. Gli eventi di particelle solari, in cui le particelle vengono accelerate nella o dalla corona solare, possono contenere alte concentrazioni di elio-3, un fenomeno che continua a stupire e affascinare gli scienziati.

Fonte: Science Alert

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