Primo passaggio ravvicinato al Sole della sonda Parker Solar Probe

Solar Orbiter, il Sole mai visto così vicino: scoperti “falò” sulla sua superficie. La sonda dell’Esa ha effettuato il primo passaggio ravvicinato sulla stella a metà giugno e ha spedito le immagini più dettagliate mai ottenute da una sonda dei raggi ultravioletti, con la scoperta di micro brillamenti mai osservati prima. All’opera anche scienziati italiani con il “coronografo” Metis.È arrivata al cospetto del Sole e da lì lo ha visto e fotografato come mai nessuno prima.

L’Agenzia spaziale europea (Esa), con la partecipazione della Nasa, ha presentato oggi le prime immagini inviate a Terra da Solar Orbiter, la sonda inviata per studiare da vicino la nostra stella. Era il 15 giugno quando si è trovata nel punto più vicino della sua orbita, 77 milioni di chilometri, circa la metà della distanza rispetto al nostro Pianeta, e le immagini che ha scattato hanno già rivelato qualche sorpresa, come i “falò” che ne punteggiano la corona, micro eruzioni mai viste anche con i più potenti strumenti.

I primi risultati sono “al di sopra delle aspettative”, dicono i tecnici e gli scienziati Esa. Nonostante le difficoltà iniziali dovute al Covid e al dover gestire tutto da remoto a causa del lockdown, la sonda ha continuato la sua crociera senza intoppi. E ora ha cominciato a spedire ‘cartoline’ e dati preziosi che ci permetteranno, nel corso dei prossimi anni, di capire meglio come funziona la gigantesca fornace nucleare che ci dona la vita ma che può rappresentare anche una minaccia con brillamenti ed eruzioni: “Abbiamo le prime foto e le abbiamo volute mostrare subito senza averle ancora analizzate dal punto di vista scientifico – sottolinea a Repubblica Yannis Zouganelis, vice scienziato di progetto di Solar Orbiter – ma abbiamo già visto qualcosa di nuovo che non era mai stato visto prima: questi ‘campfire’, che sembrano brillamenti solari ma sono molto più piccoli, sono ovunque”.

Solar Orbiter, il decollo della sonda europea diretta al Sole

I falò sul Sole

Li hanno chiamati così, come i fuochi dei campeggiatori nei boschi. Sono micro brillamenti, se comparati alle eruzioni ben più importanti, visibili anche da Terra, che possono disturbare per esempio le nostre comunicazioni radio e satellitari. L’occhio di Solar Orbiter, con lo strumento Eui (che vede nell’ultravioletto) li ha notati sparsi un po’ ovunque, dimostrando una certa attività nonostante il Sole sia nella fase più tranquilla del suo ciclo che dura in media 11 anni. Secondo gli astrofisici, ognuno di questi “falò” di per sé è insignificante ma messi insieme potrebbero fornire un contributo al riscaldamento della corona, la parte più esterna dell’atmosfera solare, che raggiunge temperature di milioni di gradi, molto più alte della superficie (qualche migliaio). E ancora non sappiamo perché: “Lo stesso scienziato che aveva ipotizzato l’esistenza del vento solare, Eugene Parker – continua Zouganelis – ha avanzato la teoria che ci siano miliardi di questi microflare che potrebbero scaldare la corona”.

L’occhio italiano

Proprio per svelare i segreti della corona solare, Solar Orbiter possiede uno strumento sviluppato e costruito in Italia. Metis è un coronografo, in pratica un telescopio che crea una eclissi artificiale, oscurando il disco solare per guardare ciò che accade subito oltre la superficie, lì dove la corona scatena fenomeni che non comprendiamo. In attesa di risultati scientifici, le prime immagini ci dicono che Metis funziona a dovere: “L’ultima volta è stato testato nel 2017 e poi inviato all’Esa per il lancio – spiega a Repubblica Marco Romoli, professore di astronomia all’Università di Firenze e principal investigator di Metis – la caratterizzazione (la fase di test e di verifica tecnica ndr) è andata bene per tutti gli strumenti, compreso Metis. Anche se bisogna ancora lavorare sulla calibrazione per avere dati scientifici”.

Il ruolo di Metis sarà fare qualcosa che non è mai stato fatto prima: fotografare la corona del Sole a due lunghezze d’onda contemporaneamente. A luce visibile e nell’ultravioletto: “Con queste due bande spettrali possiamo ricavare la densità di elettroni liberi, protoni e atomi di idrogeno presenti nella corona – aggiunge Romoli – che sono le componenti più abbondanti. E possiamo misurare la velocità del vento solare osservando la riga spettrale dell’idrogeno nell’ultravioletto”.

Il vento solare è quella corrente di particelle cariche che fluisce dal Sole e viene accelerato proprio nella corona e che crea una gigantesca bolla che abbraccia il Sistema solare, nella quale siamo immersi anche noi: “Cerchiamo di comprendere come accelera, dove si forma – riprende Romoli – quello veloce proviene dalle zone di campo magnetico aperto. Non è ancora chiaro l’origine di quello lento, cerchiamo di capire questi segreti assieme agli altri fenomeni come le eruzioni di massa coronale che le il nostro strumento osserverà nella regione della corona mentre accelerano e si muovono verso l’esterno”. Le coronal mass ejection sono gli eventi più violenti che possono generarsi sul Sole. Se dirette verso la Terra, investendola, possono creare gravi danni alle tecnologie satellitari, di comunicazione e alla rete elettrica. Facendoci ripiombare in una sorta di “medio evo”.

Lo strumento Metis è finanziato e gestito dall’Agenzia Spaziale Italiana, è stato ideato e realizzato da un team scientifico composto da Inaf, dalle Università di Firenze e di Padova e dal Cnr-Ifn, con la collaborazione del consorzio industriale italiano, formato da Ohb Italia e Thales Alenia Space, dell’istituto Mps di Gottinga (Germania) e dell’Accademia delle Scienze di Praga.

Ora si studia

D’ora in avanti, non resta che attendere i dati che ci invierà durante i suoi girotondi attorno al Sole. A febbraio 2021 dovrebbe raggiungere la sua orbita di lavoro, per poi arrivare ancora più vicino rispetto al suo primo passaggio, a circa 42 milioni di chilometri dalla stella, un terzo della distanza Sole-Terra. Da lì farà osservazioni ancora più precise, con una risoluzione che arriverà a 180 chilometri per singolo pixel, mentre ora è la metà: “I dati saranno inviati alle stazioni terrestri impegnate nel ‘tracking’ della sonda – sottolinea Marco Castronuovo, program manager di Metis dell’Agenzia spaziale italiana – raccolti al centro Esa di Darmstadt, in Germania e poi distribuiti ai team scientifici dei vari strumenti. Quelli di Metis, in particolare, arriveranno al centro di elaborazione dati di Altec a Torino, che è già stata impegnata nella realizzazione strumento”.

Oltre a Metis, il contributo italiano ai dieci strumenti di cui è dotata Solar Orbiter comprende la Data processing unit del sensore che misura, in situ, le caratteristiche e la composizione del vento solare, alla quale hanno collaborato il team scientifico dell’Inaf-Iaps di Roma e il team industriale costituito dalla Techno System Developments, la Planetek, Sitael e Leonardo, è stata finanziata dall’Agenzia Spaziale Italiana. E il software di ricostruzione delle immagini riprese dal telescopio Stix che osserva i brillamenti solari.

Ogni strumento fornirà il nuovo pezzetto del complicato puzzle. Uniti ai dati che stanno arrivando dall’altra sonda solare, Parker solar probe della Nasa, che sta davvero sfiorando le fiamme del Sole a velocità folli (ma senza catturare immagini dirette, a differenza di Solar Orbiter) faranno parte in futuro del “libretto di istruzioni” per capire i meccanismi che governano la nostra stella e prevenirne in comportamenti. Soprattutto quello che viene definito “meteo spaziale“, flussi, brillamenti ed eruzioni in grado di condizionare la vita sulla Terra.

A questo scopo, Solar orbiter non si limiterà a girargli attorno, ma sfruttando una serie di “assist gravitazionali” da parte di Venere e la Terra, innalzerà la propria orbita per arrivare a vedere e studiare anche ciò che succede ai poli, una regione che finora nessuno ha mai potuto osservare in dettaglio. Ma soprattutto, si tufferà per fiutare che aria tira, raccogliere e misurare particelle, campo magnetico e radiazioni. A differenza di scienziati e tecnici a terra lei no, non lavorerà da remoto.

Dopo il lancio, la pandemia

Decollata da Cape Canaveral il 9 febbraio di quest’anno, la missione e il suo team ha dovuto subito fare i conti con un’emergenza che non aveva nulla a che fare con le insidie dello spazio: il Coronavirus: “Il 26 febbraio eravamo a Darmstadt, nel centro di controllo Esoc dell’Agenzia per la prima accensione degli strumenti – racconta Romoli – un lavoro che richiedeva una stretta interazione con il personale della sala controllo. Eravamo diversi, da tante parti d’Italia. Hanno fatto entrare solo noi fiorentini, chi proveniva da Piemonte, Lombardia ed Emilia Romagna è stato rimandato a casa. Dopo il 6-7 marzo abbiamo lavorato ognuno da casa propria, guardavamo i monitor della control room con una webcam”.

La “messa in servizio” è avvenuta dunque tutta da remoto. Un’altra prima volta per una missione che conta già diversi primati, come quello di aver osservato “una regione attiva mentre non era visibile dalla Terra – conclude Zouganelis – tutti gli strumenti sono perfetti, ci aspettiamo grandi scoperte”.