Ultimamente si è parlato molto della possibilità di un ritorno agli inizi dell'800 proprio a causa di una tempesta magnetica come quella avvenuta nel 1859. E allora cosa ci si deve attendere dal venticinquesimo ciclo solare che sta per iniziare (ogni ciclo dura mediamente circa 11 anni, ndr)? Quale sarà l'evoluzione della nostra stella? E, infine, cosa abbiamo capito del Sole in quasi trecento anni di studi? Lo abbiamo chiesto a Mauro Messerotti, ricercatore astronomo dell'Istituto nazionale di astrofisica in forza all'Osservatorio di Trieste.
Professor Messerotti, nelle ultime settimane si è discusso proprio della possibilità che una tempesta solare, come quella avvenuta nel 1859, potrebbe riportare indietro la nostra civiltà di un secolo: è un evento concreto o è pura fantasia?
«La tempesta di Carrington-Hodgson del 1859 viene sempre citata a riferimento del caso estremo, ma studi recenti hanno riconsiderato la sua intensità ed i suoi effetti dal punto di vista delle perturbazioni geomagnetiche associate e si è concluso che la grande tempesta geomagnetica del 1921 è stata sicuramente superiore in termini di caratteristiche ed impatti.
Siccome abbiamo una statistica insufficiente per questi eventi estremi, è impossibile prevedere quando potrebbero verificarsi i prossimi. Se, comunque, dovessimo avere una tempesta geomagnetica simile a quella del 1921, gli effetti sui sistemi spaziali e su quelli terrestri, nonchè sui sistemi biologici sarebbero sicuramente catastrofici e di lunga durata, come indicano gli scenari simulati. Oggi, infatti, le tecnologie sono molto sofisticate ed anche più sensibili alle perturbazioni spaziali e la nostra società è sempre maggiormente dipendente da esse».
In ogni caso ormai anche questo ciclo solare, il ventiquattresimo da quando studiamo la nostra stella, volge al termine: cosa ci dobbiamo aspettare da quello che verrà?
«Se si manterrà la tendenza osservata negli ultimi tre cicli di attività solare (22o, 23o, 24o), caratterizzati da una intensità massima decrescente da un ciclo all’altro, dovremmo aspettarci che il ciclo 25, che inizierà a breve, sarà ancora meno intenso di quello attuale. Ciò significherebbe un minor numero di macchie solari e quindi di fenomeni eruttivi (brillamenti, particelle accelerate ad alte energie, gigantesche bolle di plasma espulse dalla corona solare), vento solare più lento e meno denso. Quindi il tempo meteorologico dello spazio (space weather) dovrebbe essere più tranquillo. Va detto, però, che in queste condizioni il vento solare non sarebbe in grado di bloccare la componente di minor energia dei Raggi Cosmici, che fluirebbero quindi in pieno verso la Terra. Siccome i Raggi Cosmici sono particelle di alta ed altissima energia, questo flusso aumentato costituirebbe un aumentato rischio per la funzionalità e l’integrità dei sistemi spaziali e degli aerei in rotte polari, nonchè un aumentata dose di radiazioni ionizzanti per gli astronauti e, rispettivamente, per gli equipaggi ed i passeggeri. Sole tranquillo non significa automaticamente tempo meteorologico dello spazio tranquillo. D’altra parte la stella Sole è un sistema caotico complesso e quindi la previsione del suo stato fisico futuro presenta molte varianti possibili: non è certo che il ciclo 25 sarà di minore intensità come la tendenza sembra indicare».
(L'astrofisico Mauro Messerotti a una conferenza)
Da tempo girano in Rete notizie o fake news (a seconda del caso) non proprio rassicuranti in cui si afferma che la fine di questo ciclo corrisponderebbe con un'altra era glaciale, ci dica lei come stanno effettivamente le cose.
«Come indicato anche nei rapporti, continuamente aggiornati, del Pannello Intergovernativo per i Cambiamenti Climatici (IPCC) dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO), il Sole ha certamente un ruolo nel bilancio energetico dell’atmosfera terrestre, che viene determinato soprattutto dalle radiazioni X e da quelle ultraviolette. Il loro flusso può aumentare anche di dieci volte al massimo dell’attività solare per riportarsi poi a valori inferiori al minimo di attività. In termini quantitativi queste variazioni sono però molto piccole e quindi la loro influenza sul clima globale della Terra non è facilmente determinabile. Infatti, IPCC specifica che la conoscenza scientifica sugli effetti del Sole sul clima è ancora molto bassa. Sappiamo, ad esempio, che durante il minimo di Maunder dell’attività solare, durato dal 1645 al 1715, le temperature in Europa sono state molto basse d’inverno e d’estate. Però in questo caso la durata prolungata del minimo (70 anni) con una minore quantità di energia giunta all’atmosfera terrestre ha senz’altro giocato un ruolo, mentre la variazione sulla durata del ciclo undecennale ha senz’altro effetti minori e difficilmente quantificabili. A mio avviso, è quindi azzardato prevedere un’era glaciale, basandosi esclusivamente sull’evoluzione del ciclo di attività solare, a meno che non si verifichino in futuro dei minimi di attività prolungati come quello di Maunder, che però non siamo assolutamente in grado di prevedere».
(Il Sole fotografato il 6 maggio 2018, fonte SDO/HMI)
Cosa significa il fatto che negli ultimi periodi la nostra stella non ha avuto sulla sua "superficie" alcuna macchia solare?
«Il ciclo di attività solare attuale, il ventiquattresimo, si sta avviando alla sua conclusione, caratterizzata da una fase in cui non compariranno macchie solari sulla sua superficie visibile, la fotosfera. Oggi, 10 aprile, è l’ottavo giorno consecutivo senza macchie solari, mentre dall’inizio del 2018 si sono avuti già 60 giorni privi di macchie, anche se non consecutivi. Si possono ancora formare macchie solari a bassa latitudine (vicino all’equatore solare), ma sempre più di rado. Il minimo è atteso per il 2018/2019, in anticipo rispetto a quanto previsto in precedenza».
(Il diagramma del ciclo solare 23 e 24, ora sta per iniziare il 25esimo)
Se un ciclo sta terminando, significa che un altro sta iniziando: dalla nostra esperienza, dagli studi attuali, cosa dovrebbe accadere?
«Il numero di macchie solari del ciclo attuale, che compaiono a basse latitudini, si ridurrà progressivamente, mentre inizieranno a comparire macchie solari del nuovo ciclo a latitudini elevate e con polarità magnetica opposta rispetto a quelle del vecchio ciclo. Potrà però verificarsi una lunga fase completamente priva di macchie, come quella che ha caratterizzato il passaggio dal ciclo 23 al ciclo 24, con 801 giorni senza macchie tra il 2004 ed il 2010».
(Una ricostruzione artistica della sonda Nasa Parker Solar Probe)
Cosa vi aspettate dalla missione Parker Probe della Nasa e soprattutto cosa andrà a fare quella sonda così vicino alla nostra stella?
«Parker Solar Probe arriverà a 6,2 milioni di chilometri dal Sole e sarà quindi immersa nella corona solare, l’atmosfera esterna del Sole che arriva fino a 17 milioni di chilometri di distanza, costituita da plasma (gas altamente ionizzato) a temperatura elevatissima (1 milione di kelvin la corona quieta e milioni di kelvin la corona attiva). La sonda ci fornirà informazioni preziosissime sul plasma della corona solare, del vento solare e delle bolle di plasma emesse (Coronal Mass Ejection), effettuando misure dirette “sul posto” della composizione, densità, velocità e campi magnetici del plasma stesso. Inoltre eseguirà osservazioni con altissimo livello di dettaglio dei buchi coronali, da cui ha origine il vento solare veloce, e delle regioni attive solari, consentendo di migliorare la nostra conoscenza su questi fenomeni e quindi di capire meglio i fenomeni eruttivi, migliorandone la previsione».
(L'immagine artistica di Kepler 186 F, uno degli ultimi esopianeti scoperto)
Ormai sappiamo che non ci sono solo stelle nell'Universo, anzi abbiamo capito che ci sono più pianeti che astri. E allora, visto che spesso si parla di sosia, fratelli e cugini etc etc della Terra: in definitiva abbiamo individuato un Sistema solare simile al nostro o ancora no?
«Tutte le identificazioni di sistemi esoplanetari ed esopianeti si basano su sofisticatissime tecniche di osservazione, che però sono indirette (variazione della luce della stella centrale, quando occultata da un corpo planetario; spettroscopia ad alta risoluzione; ecc.). Deve quindi essere ben chiaro che, a causa della grande distanza, non è possibile fare delle immagini degli esopianeti neppure con gli strumenti più sofisticati: le raffigurazioni che vengono pubblicate sono solo rappresentazioni artistiche e non immagini reali di questi interessantissimi corpi celesti. Abbiamo delle importantissime evidenze e parametri fisici, ma con molte limitazioni pratiche. Personalmente ritengo un po’ azzardato, allo stato attuale, parlare di gemelli o parenti della Terra, finchè questo non verrà definitivamente stabilito da osservazioni più dettagliate in grado di fornirci un quadro sperimentale più completo».
Cosa ci può dire di interessante rispetto all'ultimo ciclo solare, o agli altri cicli studiati, è cambiato qualcosa rispetto a prima?
«Ogni ciclo solare mostra una propria individualità e non ce n’è alcuno esattamente uguale ad un altro, poichè variano in durata totale, durata ‘della fase di salita e di quella di declino, nonchè intensità massima. Una caratteristica che si osserva spesso è la presenza nello stesso ciclo di due massimi relativi di attività, probabilmente dovuta ad una combinazione del meccanismo della dinamo solare con la rotazione differenziale e dei moti di plasma interni dall’equatore ai poli. Molto resta ancora da capire circa il ruolo di questi processi che concorrono alla concentrazione ed alla erosione dei campi magnetici ovvero alla formazione e scomparsa delle macchie solari. Queste considerazioni valgono anche per il ciclo 24, quello attuale, di modesta intensità massima e con la presenza di due massimo relativi di attività».
(Il ciclo della vita del nostro Sole in miliardi di anni)
La teoria ci dice che il Sole brillerà per altri 5 miliardi di anni, ci conferma la notizia ?
«I modelli astrofisici del Sole come stella indicano che la quantità di idrogeno nel nocciolo è tale da consentire la sua trasformazione in elio per fusione e quindi di mantenere la luminosità attuale per altri 4,6 miliardi di anni, quando l’idrogeno nel nocciolo si sarà completamente trasformato in elio e la fusione continuerà solo in un guscio di idrogeno che circonderà il nocciolo di elio. Inizieranno così alcune modificazioni nell’equilibrio della stella con una serie di instabilità, che la porteranno verso la fase di gigante rossa con un aumento del raggio fino a 200 volte quello attuale. Ciò modificherà profondamente la struttura del sistema solare. Ma fino ad allora possiamo stare tranquilli, meteo spaziale a parte…».
enzo.vitale@ilmessaggero.it
su Twitter @enzotvitale
© RIPRODUZIONE RISERVATA