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19 Settembre 2020
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    Analizzando l’attività di centinaia di altre stelle analoghe alla nostra, gli astronomi hanno scoperto che il Sole, per gli standard cosmici, è sorprendentemente tranquillo: le sue variazioni in luminosità sono decisamente inferiori rispetto a quelle dei suoi compagni stellari.

    Nell’immagine il Sole ripreso nell’estremo ultravioletto dalla sonda SDO della NASA Credits: NASA/SDO

    Sono i risultati di un nuovo studio presentato dai ricercatori del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Germania, in via di pubblicazione su Science. Per la prima volta gli scienziati hanno confrontato il comportamento del Sole con quello di centinaia di altre stelle con analogo periodo di rotazione e proprietà fondamentali simili. Gran parte delle stelle prese in esame sfoggiano un’attività molto più potente. Non è chiaro se questa pacatezza del Sole sia un tratto caratteristico della nostra stella o se riveli un fase quieta cui è andato soggetto il Sole soltanto degli ultimi millenni.

    La variabilità dell’attività solare, e di conseguenza il numero di macchie solari e la luminosità solare, può essere ricostruita utilizzando vari metodi, almeno lungo un certo periodo temporale. Disponiamo, ad esempio, di registrazioni storiche delle macchie solari fin dai primi anni del XVII secolo; inoltre la distribuzione di elementi radioattivi negli anelli degli alberi e nei carotaggi del ghiaccio ci consente di trarre conclusioni sul livello di attività solare negli ultimi 9.000 anni. Per quanto riguarda questo periodo di tempo, gli scienziati hanno individuato fluttuazioni che ricorrono regolarmente di forza comparabile, come durante gli ultimi decenni. «Tuttavia, paragonati all’intera durata di vita del Sole, 9.000 anni valgono quanto un battito di ciglia» afferma Timo Reinhold, primo autore dello studio. «È plausibile che il Sole sia andato incontro a una fase quieta per migliaia di anni e che pertanto abbiamo una visione distorta della nostra stella».

    Dal momento che non c’è modo di scoprire quanto fosse attivo il Sole nei precedenti milioni di anni, gli scienziati hanno bisogno di rivolgere la loro attenzione ad altre stelle simili, per verificare se il comportamento del Sole sia più o meno “normale”. Gli astronomi hanno selezionato stelle candidate che assomigliano al Sole per quanto riguarda alcune proprietà significative, come la temperatura superficiale, l’età, la proporzione di elementi più pesanti di elio e idrogeno, il periodo di rotazione. «La velocità a cui una stella ruota attorno al proprio asse è una variabile fondamentale», spiega Sami Solanki, coautore dello studio. La rotazione di una stella contribuisce alla creazione del suo campo magnetico grazie ai processi che si vengono a creare nel suo interno. «Il campo magnetico è la forza motrice responsabile di tutte le fluttuazioni nell’attività», continua Solanki. Lo stato del campo magnetico determina quanto spesso il Sole emetta radiazione energetica e spedisca particelle ad alta velocità nello spazio durante violente eruzioni, quanto siano numerose le macchie solari e le regioni luminose sulla superficie solare.

    Nei due grafici le variazioni della luminosità del Sole (in alto) a confronto con quelle tipiche di una delle stelle di tipo solare, presa dal campione sotto studio. Crediti MPS / hormesdesign.de

    Dal 2009 al 2013 il telescopio Kepler della NASA ha registrato le fluttuazioni in luminosità di circa 15.000 stelle di sequenza principale. I ricercatori hanno analizzato questo vasto campione, selezionando quelle stelle il cui anno dura tra 20 e 30 giorni. Utilizzando dati del telescopio Gaia dell’ESA, il campione è stato ulteriormente ridotto, fino ad arrivare a un totale di 369 stelle che assomigliano al Sole anche per quanto riguarda altre proprietà fondamentali. L’analisi precisa delle variazioni in luminosità di queste stelle dal 2009 al 2013 rivela un quadro piuttosto chiaro. Mentre l’irraggiamento solare tra fasi attive e inattive oscilla in media di appena lo 0,07 percento, le altre stelle presentano variazioni molto più ampie, tipicamente 5 volte più incisive. «Siamo rimasti molto sorpresi del fatto che gran parte delle stelle simili al Sole siano così tanto più attive rispetto alla nostra stella», spiega Alexander Shapiro, tra gli autori dello studio.

    Se anche il Sole fosse in una temporanea fase di tranquillità non c'è comunque da preoccuparsi che possa improvvisamente diventare iperattivo quanto le stelle campione dello studio. Nell'ultima decina di anni si è mostrato in un periodo di minimo addirittura più tranquillo del suo stesso standard. Solo da poco sta mostrando segni di ripresa di una qualche attività che segna l'ingresso in un nuovo ciclo, ma per il momento tutte le previsioni indicano che questo suo carattere mite non cambierà... Nel riquadro, il gruppo di macchie solari spie di un progressivo risveglio del Sole. Fonte: Mauro Messerotti (Inaf e Università di Trieste)

    Tuttavia, non è possibile determinare il periodo di rotazione per tutte le stelle osservate dal telescopio Kepler. Per ottenere questo risultato, gli scienziati devono scoprire certi cali di luminosità periodici nella curva di luce stellare, che possono essere ricondotti al passaggio periodico di macchie stellari dal punto di vista del telescopio. «Per molte stelle simili cali di luminosità periodici non possono essere rilevati; vengono perduti nel rumore dei dati e in fluttuazioni di luce sovrastante», spiega Reinhold. I ricercatori, pertanto, hanno anche studiato oltre 2.500 stelle simili al Sole con periodi di rotazione ignoti, le cui fluttuazioni in luminosità sono risultate molto inferiori rispetto a quelle dell’altro gruppo. È possibile che esista una differenza ancora inspiegabile tra i due gruppi di stelle presi in esame. Oppure può essere che la nostra stella sia rimasta insolitamente tranquilla negli ultimi 9.000 anni e che, su scale temporali molto più vaste, sia andata soggetta a fluttuazioni di luminosità ben più ampie.



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    Coelum Astronomia di Maggio 2020
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