Ingegneria |Comunicati stampa |Ricerca |ScienzaLe macchie solari possono essere viste su questa immagine della radiazione solare.Ogni macchia solare dura in genere da pochi giorni a pochi mesi e il numero totale raggiunge il picco ogni 11 anni.Le macchie più scure accompagnano macchie bianche luminose, chiamate facule, che aumentano la radiazione solare complessiva.NASA/Goddard/SORCEPer 400 anni le persone hanno seguito le macchie solari, le macchie scure che compaiono per settimane alla volta sulla superficie del sole.Hanno osservato ma non sono stati in grado di spiegare perché il numero di macchie raggiunge il picco ogni 11 anni.Uno studio dell'Università di Washington pubblicato questo mese sulla rivista Physics of Plasmas propone un modello di movimento del plasma che spiegherebbe il ciclo di macchie solari di 11 anni e molte altre proprietà precedentemente misteriose del sole."Il nostro modello è completamente diverso da una normale immagine del sole", ha affermato il primo autore Thomas Jarboe, professore di aeronautica e astronautica dell'UW."Penso davvero che siamo le prime persone a dirti la natura e la fonte dei fenomeni magnetici solari: come funziona il sole".Gli autori hanno creato un modello basato sul loro precedente lavoro con la ricerca sull'energia da fusione.Il modello mostra che uno strato sottile sotto la superficie del sole è fondamentale per molte delle caratteristiche che vediamo dalla Terra, come le macchie solari, le inversioni magnetiche e il flusso solare, ed è supportato da confronti con le osservazioni del sole."I dati osservativi sono fondamentali per confermare la nostra immagine di come funziona il sole", ha detto Jarboe.Nel nuovo modello, un sottile strato di flusso magnetico e plasma, o elettroni fluttuanti, si muove a velocità diverse su diverse parti del sole.La differenza di velocità tra i flussi crea torsioni di magnetismo, note come elicità magnetica, che sono simili a quanto accade in alcuni concetti di reattore a fusione."Ogni 11 anni, il sole fa crescere questo strato fino a quando non è troppo grande per essere stabile, e poi si stacca", ha detto Jarboe.La sua partenza espone lo strato inferiore di plasma che si muove nella direzione opposta con un campo magnetico capovolto.Il cosiddetto "diagramma a farfalla" mostra che l'attività delle macchie solari inizia più lontano dall'equatore solare e si sposta gradualmente verso il centro.Il ciclo si ripete ogni 11 anni.Hathaway 2019/solarcyclescience.comQuando i circuiti in entrambi gli emisferi si muovono alla stessa velocità, compaiono più macchie solari.Quando i circuiti sono a velocità diverse, c'è meno attività di macchie solari.Quella discrepanza, dice Jarboe, potrebbe essere avvenuta durante i decenni di piccola attività delle macchie solari nota come "minimo di Maunder".Nel modello presentato nel nuovo articolo la linea rossa mostra il flusso di elettroni, o plasma, e la linea gialla mostra la superficie del sole.La X racchiusa da un cerchio mostra il campo magnetico, con il campo elettromagnetico più alto vicino all'equatore del sole.Nel tempo il campo elettromagnetico si consuma in superficie e lo strato esterno di rosso si sposta nello spazio esterno, esponendo lo strato interno che scorre nella direzione opposta.Jarboe et al./Fisica dei plasmi"Se i due emisferi ruotano a velocità diverse, le macchie solari vicino all'equatore non combaciano e l'intera cosa morirà", ha detto Jarboe."Gli scienziati avevano pensato che una macchia solare fosse stata generata al 30 percento della profondità del sole, e poi fosse emersa in una corda contorta di plasma che ne fuoriesce", ha detto Jarboe.Invece, il suo modello mostra che le macchie solari si trovano nei "supergranuli" che si formano all'interno del sottile strato di plasma che lo studio calcola avere uno spessore di circa 100-300 miglia (da 150 a 450 chilometri), o una frazione dei 430.000 del sole. -raggio di miglia.“Le macchie solari sono una cosa incredibile.Non c'è niente lì, e poi, all'improvviso, lo vedi in un lampo", ha detto Jarboe.La precedente ricerca del gruppo si è concentrata sui reattori a fusione, che utilizzano temperature molto elevate simili a quelle all'interno del sole per separare i nuclei di idrogeno dai loro elettroni.Sia nel sole che nei reattori a fusione i nuclei di due atomi di idrogeno si fondono insieme, liberando enormi quantità di energia.Il tipo di reattore su cui Jarboe si è concentrato, uno spheromak, contiene il plasma di elettroni all'interno di una sfera che lo fa auto-organizzare in determinati schemi.Quando Jarboe iniziò a considerare il sole, vide delle somiglianze e creò un modello per ciò che poteva accadere nel corpo celeste."Per 100 anni le persone hanno fatto ricerche su questo", ha detto Jarboe."Molte delle caratteristiche che stiamo vedendo sono al di sotto della risoluzione dei modelli, quindi possiamo trovarle solo nei calcoli".Altre proprietà spiegate dalla teoria, ha detto, includono il flusso all'interno del sole, l'azione di torsione che porta alle macchie solari e la struttura magnetica totale del sole.È probabile che il documento susciti un'intensa discussione, ha detto Jarboe."La mia speranza è che gli scienziati guardino ai loro dati sotto una nuova luce e i ricercatori che hanno lavorato tutta la vita per raccogliere quei dati avranno un nuovo strumento per capire cosa significano", ha affermato.La ricerca è stata finanziata dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.I coautori sono gli studenti laureati dell'UW Thomas Benedett, Christopher Everson, Christopher Hansen, Derek Sutherland, James Penna, i ricercatori post-dottorato dell'UW Aaron Hossack e John Benjamin O'Bryan, il membro della facoltà affiliata dell'UW Brian Nelson e Kyle Morgan, un ex studente laureato dell'UW ora a CTFusion a Seattle.Per ulteriori informazioni, contattare Jarboe al 206-685-3427 o jarboe@aa.washington.edu.Se stai tentando di iscriverti con un indirizzo e-mail non UW, invia un'e-mail 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