Fisica della corona confinata

In questo campo l'interesse del gruppo è incentrato sulla comprensione della morfologia, delle condizioni fisiche e della dinamica delle strutture coronali sia in condizioni stazionarie (cioè gli archi coronali in quiete, le regioni attive) sia nel corso di eventi transitori come i brillamenti e i Coronal Mass Ejections. L'approccio del gruppo vede tradizionalmente l'analisi teorica e interpretazione fisica delle strutture e dei fenomeni coronali tramite modelli, l'analisi di osservazioni coronali X e UV da satellite, e il confronto dettagliato dei modelli con le osservazioni.

La maggior parte dell'emissione in raggi X della corona solare proviene da archi coronali in cui plasma caldo a milioni di gradi è confinato dal campo magnetico solare. In tali condizioni, le caratteristiche e i tempi scala dell'emissione in raggi X sono in gran parte determinate dalla fluidodinamica del plasma: per tale motivo modelli puramente fluidodinamici di plasma si sono rivelati preziosi strumenti teorici e di diagnostica e hanno fornito vincoli cruciali per comprendere i meccanismi fisici in gioco.

Le ricerche riguardanti la fisica della corona confinata sono state stimolate negli ultimi anni dalla acquisizione di dati di sempre maggiore qualità da diversi satelliti, e, in particolare, da Yohkoh, che ha monitorato la corona e i brillamenti solari in continuazione nel corso di un intero ciclo solare (1991-2001), da SOlar and Heliospheric Observatory (SOHO), che dal 1995 fornisce una messe di informazioni soprattutto di carattere spettroscopico sulla corona interna ed esterna, e da Transition Region And Coronal Explorer (TRACE), lanciato nel 1998, che, con la sua elevata risoluzione spaziale ($1''$), permette di studiare la struttura fine della corona e di evidenziarne la forte filamentazione.

Il gruppo persegue delle linee di ricerca che fanno continuo riferimento ai dati di queste tre missioni e li utilizzano estesamente, sia attraverso studi più prettamente incentrati sull'analisi dei dati, sia attraverso studi che invece legano tale analisi ad un modellaggio dettagliato delle strutture e dei fenomeni osservati e alla sintesi dai modelli di quantità osservabili da confrontare con i dati.

Tale approccio è stato estensivamente applicato ad esempio allo studio dei brillamenti coronali, che desta da tempo grande interesse nel gruppo dell'OAPA e della sezione di Astronomia del Dip.SFA/Palermo. I brillamenti consistono in rapidi aumenti di luminosità di zone ristrette della corona solare, seguiti da una più lenta e graduale diminuzione. I brillamenti possono raggiungere luminosità uguali o maggiori dell'intera corona della stella e temperature superiori a 10 milioni di gradi (MK). Il gruppo ha condotto numerosi studi sui brillamenti solari, con l'utilizzo di sofisticati modelli fluidodinamici di archi coronali.

Figura: Arco coronale (indicato con una freccia) osservato con diversi strumenti: i filtri a 171 Å, 195 Å e 284 Å  di TRACE, e il filtro Al/Mg/Mn di Yohkoh/SXT. I toni di grigio sono invertiti. L'arco è situato nella regione indicata nell'immagine dell'intero disco solare.