Particelle cariche emesse dal Sole

È vero che il Sole emette particelle con cariche negative e positive alternandosi ogni 15 giorni? Cioè 15 giorni emissioni prevalentemente a carica negativa e 15 giorni prevalentemente a caricapositiva. Nel caso la risposta sia affermativa si può conoscere la polarità di tali emissioni nei giorni dal 31 dicembre 2002 al 10 gennaio 2003?

Gabriele Corsini
2 settembre 2003
Il Sole emette un flusso continuo di particelle cariche verso lo spazio interplanetario. È essenzialmente il materiale che costituisce lo strato più esterno del Sole, la corona. Data l'elevata temperatura della corona (un milione e mezzo di gradi), il materiale è in uno stato fortemente ionizzato detto plasma, costituito da cariche negative (gli elettroni) e da cariche positive. Queste ultime sono costituite da atomi da cui sono stati "rimossi" gli elettroni, quindi nuclei di idrogeno (i protoni), nuclei di elio (le particelle alfa) e nuclei di atomi più pesanti. Il materiale è elettricamente neutro (la densità di cariche positive è uguale a quella delle cariche negative).
Tale flusso di particelle è chiamato vento solare (è il flusso che orienta le code delle comete, come il vento orienta una colonna di fumo nell'atmosfera terrestre). Normalmente, alla distanza a cui si trova la Terra dal Sole (149 milioni di chilometri), la densità di particelle del vento solare è di 5-6 particelle per centimetro cubo. Le particelle positive sono costituite per circa il 90-95% da nuclei di idrogeno, il 5-10% da particelle alfa e solo lo 0,1% da altri ioni. Il vento solare presenta una componente a bassa velocità (di circa 400 km/s) e una con velocità quasi doppia. La componente ad alta velocità proviene essenzialmente dalle regioni polari solari (dove le linee di forza del campo magnetico sono aperte verso lo spazio interplanetario).

Forti localizzazioni del campo magnetico sulla superficie solare diventano, a volte, instabili espellendo nel mezzo interplanetario grandi volumi di plasma coronale (CME) e producono inoltre esplosioni sulla superficie solare (i brillamenti o flare). In tali occasioni la densità di particelle del vento solare aumenta enormemente modificando notevolmente le condizioni dello spazio intorno alla Terra e generando problemi ai dispositivi elettronici a bordo di satelliti (malfunzionamento di satelliti per telecomunicazioni, problemi ai GPS), rischi notevoli per le attività extraveicolari degli astronauti, problemi alle comunicazioni radio, l'aumento della dose di radiazioni ionizzanti assorbite dai passeggeri e dagli equipaggi di aerei in voli intercontinentali, black-out elettrici nelle regioni a latitudini più elevate, ma anche delle meravigliose aurore boreali.

Da una quindicina di anni è nata una scienza, space weather, che si occupa proprio di studiare le variazioni delle condizioni dello spazio nei dintorni della Terra e le sue influenze sui sistemi tecnologici e sugli umani.

Luigi Smaldone Dipartimento di Fisica, Università di Napoli Federico II

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