Il Sole è capace di fenomeni imponenti. Attraverso eruzioni massicce, scaglia ripetutamente particelle e radiazioni nello spazio. Questo bombardamento solare può rappresentare un pericolo per le infrastrutture tecnologiche terrestri: satelliti e trasformatori delle sottostazioni elettriche, ad esempio, possono subire danni. Il Sole ha fornito una dimostrazione impressionante della sua potenza nel 1859. La tempesta solare che colpì la Terra durante il cosiddetto “Evento di Carrington” fu così violenta che le aurore boreali furono visibili fino ai Caraibi e dagli apparecchi telegrafici scoccavano scintille.
Ma il Sole è in grado di fare ancora di più? Può scatenarsi con maggiore violenza e generare i cosiddetti “super-brillamenti” (superflares)? Si tratta di esplosioni di radiazioni che rilasciano un’energia superiore a quella di trilioni di bombe all’idrogeno e che, finora, sono state osservate direttamente solo su stelle lontane. I ricercatori del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Germania e dell’Università del Colorado negli Stati Uniti hanno approfondito questo interrogativo in uno studio pubblicato sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society A, trovando ulteriori indizi sulla capacità eruttiva della nostra stella.
Uno sguardo alle stelle lontane e al passato
La quantità di energia rilasciata dal Sole durante un brillamento può essere misurata direttamente solo al di fuori dell’atmosfera terrestre, oppure determinata indirettamente tramite dati e immagini provenienti da sonde spaziali. Entrambe le modalità sono diventate possibili solo con l’avvento dell’era spaziale, circa 70 anni fa. Da allora non si sono verificati super-brillamenti. Tuttavia, questo lasso di tempo rappresenta appena un battito di ciglia nella vita della nostra stella, che ha 4,6 miliardi di anni.
“Esistono indizi che suggeriscono come anche il Sole possa produrre super-brillamenti a lunghi intervalli di tempo. Tuttavia, non vi è alcuna prova diretta”, ha spiegato Natalie Krivova, scienziata dell’MPS e autrice principale del nuovo studio.
Tali indizi possono essere individuati, ad esempio, osservando le stelle “simili” al Sole, un gruppo che comprende migliaia di astri. Verso la fine del 2024, i ricercatori dell’MPS hanno dimostrato che i super-brillamenti si verificano circa una volta al secolo su stelle che condividono caratteristiche fondamentali con il Sole. Anche gli archivi naturali dell’attività solare testimoniano la natura turbolenta della nostra stella: picchi isolati, di breve durata ed eccezionalmente intensi nella concentrazione di isotopi radioattivi, rilevati in tronchi d’albero storici o in carote di ghiaccio del permafrost artico, suggeriscono che in passato la Terra sia stata ripetutamente esposta a bombardamenti particolarmente intensi di particelle solari ad alta energia.
Non è chiaro se queste eruzioni estreme di particelle fossero accompagnate da “super-brillamenti”. Un brillamento (flare) in sé, per quanto potente, non lascia tracce a lungo termine. “Stando allo stato attuale della ricerca, le eruzioni estreme di particelle e i brillamenti particolarmente intensi si verificano spesso – ma non sempre – simultaneamente”, ha spiegato lo scienziato dell’MPS Valeriy Vasilyev, autore principale di un articolo di sintesi su questo argomento, pubblicato sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society A.
Un caso anomalo promettente
Nella loro nuova pubblicazione, il gruppo di ricerca guidato da Krivova ha adottato un nuovo approccio per valutare il potenziale del Sole di generare attività violenta. I ricercatori hanno analizzato i dati osservativi raccolti dal Solar Dynamics Observatory della NASA tra il 2010 e il 2016. Il team ha messo in relazione l’energia rilasciata dai 300 brillamenti più potenti verificatisi in questo periodo con le dimensioni della corrispondente regione attiva sulla superficie visibile del Sole. Si tratta di aree caratterizzate da un campo magnetico particolarmente intenso e dalla struttura complessa. Le regioni attive sono associate alle macchie solari – aree scure sulla superficie del Sole – e sono considerate potenziali punti di origine delle eruzioni. “Naturalmente sapevamo che nel periodo di osservazione non si erano verificati superflare”, ha spiegato Krivova. “Tuttavia, la relazione statistica riscontrata tra l’energia rilasciata e le dimensioni della regione attiva dovrebbe valere anche per eventi più potenti“, ha aggiunto.
In una seconda fase, i ricercatori hanno rivolto l’attenzione alle più grandi macchie solari mai osservate sulla nostra stella. “Le macchie solari vengono registrate in modo sistematico e regolare da circa 400 anni”, ha affermato lo scienziato dell’MPS Theodosios Chatzistergos, coautore del nuovo studio. Esse ci offrono un altro modo per indagare la storia della nostra stella, ha aggiunto. Basandosi sulle dimensioni della macchia solare, i ricercatori sono stati in grado di dedurre la grandezza della regione attiva associata e, di conseguenza, l’intensità di una possibile eruzione. Erano particolarmente interessati ai rari casi anomali caratterizzati da un’energia eccezionalmente elevata.
Il punto di riferimento della macchia solare del 1947
Una delle più grandi macchie solari apparse sul Sole dall’inizio delle osservazioni sistematiche è stata quella del mese di aprile del 1947. Copriva circa lo 0,6% del disco solare visibile e il suo diametro era pari a circa 40 volte quello della Terra. All’epoca non si verificò alcun super-brillamento. Tuttavia, il nuovo studio dimostra che una macchia solare di tali dimensioni può innescare un super-brillamento in casi statisticamente rari. “Il nostro Sole ha il potenziale per generare super-brillamenti. Può produrre macchie solari enormi che, in linea di principio, possono fungere da innesco per le più violente esplosioni di radiazioni”, ha affermato Krivova. Un simile super-brillamento si è mai verificato realmente sul Sole? Questo rimane uno dei misteri della nostra stella.
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