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27 Novembre 2021
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    Il satellite della Nasa che studia i fotoni gamma nello spazio, cui l’Italia partecipa con l’Infn, l’Inaf e l’Asi, ha rivelato nuovi brillamenti solari ad altissima energia, che hanno avuto origine nella faccia non visibile del Sole. Patrizia Caraveo: «Un fenomeno sorprendete e affascinante, come la nostra stella che non smette mai di stupirci».

    Questi tre brillamenti solari sono stati ripresi nell’estremo ultravioletto dai satelliti STEREO della NASA, che monitoravano la faccia del sole opposta a quella rivolta verso la Terra. Tutti e tre gli eventi sono stati associati a espulsioni di massa coronale (CME) veloci. Crediti: NASA/STEREO

    Fermi, il satellite della Nasa che studia i fotoni gamma nello spazio, cui l’Italia partecipa con l’Infn, l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e l’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), ha rivelato nuovi brillamenti solari ad altissima energia, che hanno avuto origine nella faccia non visibile del Sole.

    La luce che deriva da queste violente eruzioni avvenute nel lato a noi nascosto della nostra stella, dovrebbe venire bloccata senza giungere a noi. Invece, gli scienziati della collaborazione Fermi sono riusciti a osservarla perché gli ioni prodotti e accelerati nei brillamenti, essendo elettricamente carichi, viaggiano lungo le linee del campo magnetico solare, che connettono il luogo dove è avvenuto il brillamento con parti anche distanti del Sole. Questi ioni interagiscono nelle zone più dense della superficie della nostra stella, producendo pioni che a loro volta decadono in raggi gamma: i fotoni di altissima energia, che sono stati, appunto, rivelati da Fermi grazie allo strumento LAT (Large Area Telescope) collocato a bordo del satellite.

    La loro osservazione rappresenta quindi un’occasione unica per studiare come vengono accelerati gli ioni durante i brillamenti solari sul lato nascosto del Sole (chiamati in inglese behind-the-limb flaresbtl).

    «L’aspetto affascinante di queste misure fatte con il Fermi-Lat – spiega Melissa Pesce-Rollins ricercatrice della Sezione INFN di Pisa e membro della collaborazione Fermi-Lat –  è proprio il fatto che è stato possibile per la prima volta osservare l’emissione gamma da altissima energia prodotta dagli ioni, che hanno viaggiato più di 500 mila km prima di interagire sulla faccia a noi visibile del Sole». Grazie al Fermi-Lat è stato possibile raddoppiare il numero di osservazioni di questi rari fenomeni: infatti, dagli anni ’80 del secolo scorso fino al lancio di Fermi nel 2008 erano stati rivelati solo 3 btl ma tutti con energie sotto i 100 MeV (megaelettronvolt, cioè 106 elettronvolt). Mentre nei primi 8 anni in orbita, Fermi ne ha rivelati altri tre con emissione fino ai GeV (gigaelettronvolt, 109 eV). Le osservazioni sono avvenute l’11 ottobre del 2013, il 6 gennaio e il 1° settembre 2014.

    «Fermi ha rivelato decine di brillamenti solari caratterizzati da emissione gamma impulsiva con durata che spazia dai minuti alle ore, quasi un giorno nel caso più spettacolare» dice Patrizia Caraveo, responsabile per INAF dello sfruttamento scientifico dei dati Fermi Late direttrice dell’Istituto di Fisica Cosmica dell’Inaf di Milano. «Non c’è una chiara relazione tra la “classe” del brillamento (debole-medio-forte e fortissimo) e l’emissione gamma. Mentre tutti i brillamenti molto intensi  generano emissione gamma, spesso Fermi rivela flusso gamma anche in corrispondenza  di brillamenti medio-piccoli.  Ancora più sorprendente è rivelare un flusso gamma impulsivo anche in assenza di un brillamento. C’è voluta un po’ di fantasia per immaginare la soluzione del mistero. Il brillamento si era effettivamente verificato, ma aveva avuto luogo nella parte del disco solare non visibile dalla Terra (ma sotto l’occhio attento delle missioni spaziali). Le particelle accelerate dal brillamento avevano cavalcato le linee di forza del campo magnetico fino a raggiungere la parte del Sole visibile dalla Terra e lì avevano dato spettacolo. Un fenomeno sorprendente e affascinante, come la nostra stella che non smette mai di stupirci».

    I risultati dei tre btl visti con Fermi-Lat sono stati presentati il 30 gennaio nel corso della conferenza dell’Americal Physical Society (Aps) a Washington D.C., e pubblicati su The Astrophysical Journal il 31 gennaio.


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