Solar Dynamo: “Solar Orbiter” scatta le prime immagini in assoluto del polo solare

Per una migliore comprensione della dinamo solare, è fondamentale studiare i poli solari, tuttavia tutte le osservazioni del Sole finora sono state effettuate da circa l'equatore solare. Non è stato possibile riprendere i poli solari a causa della vista limitata dal piano dell'eclittica. Recentemente, la traiettoria della sonda spaziale "Solar Orbiter" è stata inclinata con successo di 17° al di sotto dell'equatore solare, il che ha permesso alla sonda di acquisire le prime immagini in assoluto del polo sud del Sole durante il suo sorvolo del Sole nel marzo 2025, in un momento in cui il Sole era al massimo del suo attuale ciclo solare e quando il suo campo magnetico stava subendo un'inversione dei poli. L'analisi dei risultati attuali e ulteriori studi delle regioni polari del Sole in futuro da orbite inclinate contribuiranno a una migliore comprensione del vento solare per una previsione accurata del meteo spaziale.

La dinamo è generalmente considerata un dispositivo che converte l'energia meccanica in elettricità, ma significa anche generatore di campo magnetico. In astronomia, si riferisce al modo in cui corpi celesti come la Terra o il Sole generano i loro campi magnetici. Nel caso della Terra, il flusso costante di ferro liquido all'interno del suo nucleo esterno genera un campo magnetico che protegge le forme di vita e le infrastrutture tecniche dai potenti venti solari ionizzanti. Il campo magnetico terrestre subisce un'inversione dei poli dopo un intervallo medio di circa 300,000 anni, quando i poli magnetici nord e sud si scambiano di posizione. L'ultima inversione dei poli magnetici sulla Terra si è verificata circa 780,000 anni fa.

Il campo magnetico del Sole è molto più intenso e dinamico, in quanto è una grande sfera di plasma in movimento. I movimenti di gas caldi e carichi al suo interno, in particolare dalla zona di convezione alla fotosfera, generano intensi campi magnetici che, a differenza del campo magnetico terrestre, cambiano drasticamente e ciclicamente nel corso di pochi anni, mostrando cicli di macchie solari e inversioni dei poli magnetici ogni 11 anni. Questi cambiamenti determinano il vento solare e la meteorologia spaziale, che hanno un impatto molto forte sulle forme di vita e sulle infrastrutture tecnologiche sulla Terra, da qui la necessità di una migliore comprensione della dinamo solare.

Una migliore comprensione della dinamo solare richiede l'osservazione dei poli solari tramite spettroscopia e polarimetria. Tuttavia, i poli solari non sono mai stati osservati finora a causa della limitata visibilità delle sonde spaziali che si trovano all'interno del piano dell'eclittica, un disco piatto attorno al Sole in cui la Terra, gli altri pianeti e tutte le sonde spaziali orbitano attorno al Sole. Tutte le immagini del Sole sono state scattate intorno all'equatore solare. Il piano dell'eclittica è inclinato di 7° rispetto all'equatore solare; tuttavia, questo non è sufficiente per una visione chiara dei poli solari. Anche i telescopi terrestri soffrono della stessa limitazione. Fortunatamente, questa limitazione è stata recentemente superata.

Nel febbraio 2025, la sonda "Solar Orbiter" dell'Agenzia Spaziale Europea è riuscita a inclinare la sua orbita di 17° al di sotto dell'equatore solare, al di fuori del piano eclittico, dopo un sorvolo a fionda di Venere. Questo è stato sufficiente per catturare una visione diretta del polo sud solare. Nel marzo 2025, la sonda ha acquisito con successo diverse immagini del polo sud del Sole.

Queste immagini del polo sud del Sole sono state scattate in un momento in cui il Sole stava attraversando il massimo del suo attuale ciclo solare e quando il suo campo magnetico stava subendo un'inversione polare. Le immagini mostrano chiaramente la presenza di entrambe le polarità, nord e sud, al polo sud, a indicare l'inversione. Di conseguenza, il polo sud appare in uno stato di turbolenza. La polarità singola dovrebbe accumularsi lentamente al completamento dell'inversione. Le nuove immagini dovrebbero essere utili per comprendere il meccanismo di formazione della polarità.

Lo strumento Solar Orbiter ha anche effettuato misurazioni del movimento della materia solare all'interno di uno specifico strato del Sole, rivelando come le particelle ionizzate fuoriescano dal Sole sotto forma di vento solare. Tali misurazioni dalle regioni polari contribuirebbero a una migliore comprensione del vento solare.

L'analisi dei risultati delle prime osservazioni della regione polare del Sole dalla nuova orbita inclinata della sonda e simili studi futuri migliorerebbero immensamente la nostra comprensione del campo magnetico del Sole, del vento solare e della meteorologia spaziale.

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Riferimenti:

Harra, L., Müller, D. Orbiter solare: una breve rassegna della missione e dei primi risultati scientifici. Astrophys Space Sci 370, 12 (2025). https://doi.org/10.1007/s10509-025-04400-3