OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PALERMO GIUSEPPE S. VAIANA

Progetti di Ricerca

I ricercatori dell'Osservatorio Astronomico di Palermo G.S. Vaiana si dedicano allo studio della fisica solare, con particolare riferimento all'osservazione e all'interpretazione dei fenomeni nella corona. Questa e' la parte dell'atmosfera solare piu' esterna, ed e' molto rarefatta con temperatura di milioni di gradi. La materia a queste temperature e' nello stato di ``plasma'' ed emette principalmente raggi X ed UV, non osservabili da terra ma solo da strumenti posti al di sopra degli strati piu' densi dell'atmosfera responsabili dell'assorbimento di questa radiazione.
Lo studio della fisica solare presso l'Osservatorio e' mirato all'osservazione ed all'interpretazione dei fenomeni nella corona. Questa e' la parte dell'atmosfera solare piu' esterna, ed e' molto rarefatta con temperature di milioni di gradi. La materia a queste temperature e' nello stato di plasma ed emette principalmente raggi X ed UV, non osservabili da terra, ma solo da strumenti posti al di sopra degli strati piu' densi dell'atmosfera responsabili dell'assorbimento di questa radiazione.
Una pietra miliare nello studio della corona solare e' rappresentata dalle osservazioni condotte nel 1973 con l'esperimento S-054, a bordo del laboratorio orbitante Skylab, sotto la direzione di G.S.Vaiana (successivamente direttore dell'Osservatorio Astronomico di Palermo). Da Skylab vennero ottenute decine di migliaia di immagini nei raggi X del Sole, che permisero di studiare in dettaglio la corona solare, in precedenza osservabile solo durante le eclissi di Sole, e solo in luce visibile.
La corona solare risulto' essere una intensa sorgente di raggi X, con un'apparenza molto diversa da quella in luce visibile e con emissione molto disomogenea: sono presenti zone brillanti (regioni attive) e zone scure (buchi coronali); inoltre, l'intera configurazione cambia col tempo, trasformandosi completamente anche in pochi giorni. Ogni singola regione attiva e' molto luminosa, sia in X che in UV ed e' soggetta a fenomeni molto dinamici ed energetici. Alcune strutture, chiamate punti brillanti per la loro piccola estensione, appaiono e poi scompaiono nel giro di poche ore. I brillamenti sono invece veri e propri fenomeni esplosivi della durata di qualche decina di minuti: una parte di una regione attiva diventa improvvisamente molto brillante nei raggi X (quanto o piu' dell'intera corona), la sua temperatura e densita' aumentano, per poi gradualmente ritornare allo stato piu' quieto delle zone circostanti. Le osservazioni hanno inoltre chiarito che le regioni coronali brillanti sono composte da strutture ad arco, simili alla forma delle linee di un campo magnetico dipolare: come esempio, si pensi al modo in cui si dispone la limatura di ferro su un foglio di carta quando viene posta nel campo generato da una calamita. Infatti al di sopra della superficie solare il campo magnetico presenta tante coppie di poli magnetici nord-sud vicini tra di loro (non come sulla Terra in cui i poli nord e sud magnetici sono vicini ai poli geografici). Il plasma coronale si comporta come la limatura di ferro vicino a una calamita, allineandosi lungo il campo magnetico che ha linee di forza a forma di arco che connettono i poli delle singole coppie nord-sud, creando le strutture ad arco brillanti nei raggi X.
Grazie ad numerosi studi, alcuni dei quali fatti all'Osservatorio Astronomico di Palermo, la dinamica del plasma all'interno degli archi coronali e' relativamente ben conosciuta, e con essa le relazioni che intercorrono fra temperatura, pressione, densita', emissione osservabile ed altri parametri fisici del plasma. Quello che tuttora sfugge ad una comprensione completa e' il meccanismo con il quale il plasma coronale viene riscaldato a temperature cosi' alte. Con ogni probabilita', questo meccanismo e' legato all'azione del campo magnetico, ma i dettagli del processo sono tuttora sotto studio. Le ricerche condotte a Palermo in tale campo, riguardano sia i risvolti prettamente teorici della fisica del plasma della corona che la acquisizione e l'analisi dei dati raccolti dai satelliti quali SOHO, gestito congiuntamente dalla NASA e dall'ESA Agenzia Spaziale Europea, Yohkoh lanciato dal Giappone, e TRACE.