I ricercatori prevedono che il prossimo ciclo dell’attività solare (Solar Cycle 25) sarà inferiore alla media, simile all’attuale Solar Cycle 24.

 

I ricercatori incaricati di predire l’attività del Sole per il prossimo ciclo solare affermano che è probabile che sia debole, molto simile a quello attuale. L’attuale ciclo solare, il Ciclo 24, è in calo e si prevede che raggiungerà il minimo solare – il periodo in cui il Sole è meno attivo – alla fine del 2019 o 2020.

Come viene misurata l’attività solare

L’attività solare viene misurata facendo la conta del numero di macchie solari ed i conseguenti brillamenti che da esse scaturiscono. Maggiore è il numero e più la nostra stella è attiva, seguendo un ciclo che mediamente è undecennale: il campo magnetico generale del sole inverte il proprio verso ogni 11 anni (può essere anche di poco superiore o inferiore) e torna nella sua configurazione iniziale ogni 22 anni.

Cosa sono le macchie solari ed i brillamenti?

Con una spiegazione molto scolastica possiamo affermare che:

Nella fotosfera solare cioè la zona superficiale del sole, si possono formare delle regioni in cui si hanno temperature minori e forti campi magnetici. Non hanno dimensioni predefinite ma variano di diametro e possono arrivare a misure ragguardevoli; si sono osservate macchie con diametri anche di 45.000 km, risultando osservabili dalla terra senza strumentazione. Anche se luminosissime, sono zone più scure semplicemente per il fatto che la loro temperatura è inferiore (più fredda) rispetto al resto della materia che le circonda. La loro temperatura varia tra i 2700 °K ed i 4000 °k contro i 5500 del resto della fotosfera.

Le macchie solari sono attraversate da intensi campi magnetici. Questi campi si formerebbero dallo sfregamento della zona radiativa con quella convettiva, per poi migrare lentamente verso la superficie. Attraverso le macchie si liberano dalla costrizione solare ed esplodono in spettacolari brillamenti (riassunto molto semplificato della dinamo solare).

Quindi i brillamenti solari sono una improvvisa emissione di radiazione osservata sulla fotosfera, che comprende un ampio spettro di lunghezze d’onda, dalle onde radio ai raggi gamma. Il rilascio di energia in queste esplosioni è dell’ordine di 1020 j, ma si può arrivare ad avere un rilascio di energia fino a 1025 j. Per rendere bene l’idea, un piccolo brillamento corrisponde ad una esplosione di 50.000 bombe di hiroshima, mentre per un grande brillamento abbiamo una esplosione pari a 500.000.000.000 di bombe di hiroshima.

Inoltre i brillamenti sono classificati in base alla loro luminosità nei raggi x, misurata dai satelliti GOES orbitanti intorno alla terra in Watt/m2 e nella banda tra 0.1 e 0.8 nm. In ordine crescente di potenza si hanno brillamenti di categoria: A, B, C, M ed X. Ogni categoria è 10 volte più potente di quella precedente, con la più potente X pari ad un flusso di 10-4 W/m2. Ed a loro volta ogni categoria è suddivisa ulteriormente in 9 classi.

Cosa sta succedendo al nostro sole dati alla mano?

Come introdotto all’inizio, il ciclo solare è il periodo che intercorre tra un periodo di minimo (o massimo) dell’attività solare ed il suo prossimo. Altri fenomeni della variabile attività solare sono:

-l’emissione di particelle energetiche solari con velocità quasi relativistiche che arrivano all’orbita terrestre in pochi minuti.

-Espulsioni di massa coronale (CME): gigantesche nuvole di gas ionizzato, che dopo poche ore possono eventualmente colpire la terra e causare tempeste magnetiche.

-Variazione nell’intensità del vento solare, che diffonde materia attraverso il sistema solare

Nell’ultimo ciclo (24), che ha avuto una durata di 14,1 anni e con il suo massimo nel 2014, si è avuto un numero di macchie solari inferiore del 33% rispetto al ciclo precedente. A sua volta il ciclo (23) ha avuto un numero di macchie inferiore del 22% rispetto al ciclo precedente ad esso. Quindi è intuibile asserire che il nostro sole è in fase di bassa attività. Ed inoltre siamo nella parte calante di quest’ultimo ciclo, cioè nel periodo in cui il sole è mediamente più debole. Le ultime osservazioni mostrano la superficie solare quasi del tutto priva di macchie e con pochi eventi esplosivi(brillamenti).

Inoltre quest’ultimo grafico ci mostra il numero di brillamenti solari di classe C, M, e X che si verificano per ogni anno. Questo ci dà una buona conoscenza della quantità di brillamenti solari in relazione al numero di macchie solari. Un modo per vedere come un ciclo solare si è evoluto nel tempo. Dati dal SWPC NOAA aggiornati quotidianamente.

Solar Cycle 25

Per il Solar Cycle 25 gli esperti hanno dichiarato che il ciclo solare 25 potrebbe avere un avvio lento, ma è previsto un picco con il massimo solare tra 2023 e 2026 e un intervallo di macchie solari che va da 95 a 130. Questo è ben al di sotto del numero medio di macchie solari, che varia tipicamente da 140 a 220 macchie solari per ciclo solare. Il gruppo ha una grande fiducia che il prossimo ciclo dovrebbe interrompere la tendenza all’indebolimento dell’attività solare osservata negli ultimi quattro cicli.

“Ci aspettiamo che il Solar Cycle 25 sarà molto simile al Cycle 24: un altro ciclo abbastanza debole, preceduto da un minimo lungo e profondo,” ha detto Lisa Upton, Ph.D., co-presidente del panel, fisica solare con Space Systems Research Corp. ” L’aspettativa che il ciclo 25 sia paragonabile per dimensioni al ciclo 24 significa che il costante declino dell’ampiezza del ciclo solare, visto dai cicli 21-24, è giunto al termine e che non vi è alcuna indicazione che ci stiamo attualmente avvicinando a un tipo di Maunder minimo nell’attività solare. ”

La previsione del ciclo solare fornisce un’idea approssimativa della frequenza delle tempeste meteorologiche spaziali di tutti i tipi, dai blackout alle tempeste geomagnetiche e alle tempeste di radiazioni solari. È utilizzato da molte industrie per valutare il potenziale impatto del tempo spaziale nei prossimi anni. Le condizioni meteorologiche spaziali possono influire sulle reti elettriche, sulle comunicazioni strategiche militari, aeree e di spedizione, sui satelliti e sui segnali del sistema di posizionamento globale (GPS) e possono persino minacciare gli astronauti dall’esposizione a dosi di radiazioni dannose.

Solar Cycle 24 ha raggiunto il massimo – il periodo in cui il Sole è più attivo – ad aprile 2014 con un picco medio di 82 macchie solari.

La diminuzione o l’aumento dell’attività solare cosa comporta?

La termosfera, uno degli strati esterni dell’atmosfera terrestre, è particolarmente sensibile alla variazione dell’attività solare. La termosfera si forma a circa 100 chilometri sopra le nostre teste e si estende per diverse centinaia di chilometri sopra quella. Assorbe gran parte della radiazione X e dei raggi ultravioletti dal Sole.

Durante i periodi di alta attività solare, la radiazione a raggi X e ultravioletta proveniente dal Sole aumenta e la termosfera si gonfia mentre assorbe questo aumento di energia dal Sole.

Mentre il Sole si avvicina al minimo solare, la termosfera si raffredda e si restringe all’aumentare dell’intensità della radiazione a raggi X e ultravioletta.

Poiché la Stazione Spaziale Internazionale e molti satelliti orbitano attraverso questo strato, i cambiamenti nei confini e nelle densità della termosfera possono influenzare il loro funzionamento e il mantenimento delle loro orbite.

Il raffreddamento vicino al minimo solare è naturale e specifico per la termosfera. Il raffreddamento della termosfera non influisce sulla troposfera, lo strato dell’atmosfera più vicino alla superficie terrestre dove vivono le persone.

Le temperature a terra (troposfera) non sono influenzate dall’attuale situazione del ciclo solare

Le temperature che sperimentiamo a terra non diventano più fredde a causa di questo ciclo solare.

La NASA e altri ricercatori sul clima continuano a vedere una tendenza al riscaldamento nella troposfera. Evidenza che questi due effetti sono in corso ma non correlati.

In conclusione

La previsione del ciclo solare è una nuova scienza.

Mentre le previsioni meteorologiche giornaliere sono il tipo di informazione scientifica più utilizzate, le previsioni solari sono relativamente nuove. Dato che il Sole impiega 11 anni per completare un ciclo solare, questa è solo la quarta volta che gli scienziati statunitensi hanno emesso una previsione del ciclo solare. Il primo gruppo convocato nel 1989 per il ciclo 22.

Per il Solar Cycle 25, il ricercatori sperano per la prima volta di prevedere la presenza, l’ampiezza e la tempistica di eventuali differenze tra gli emisferi nord e sud del Sole, noti come asimmetrie emisferiche. Più tardi quest’anno, il gruppo di esperti rilascerà una curva ufficiale del numero di macchie solari che mostra il numero previsto di macchie solari durante un dato anno e qualsiasi asimmetria prevista. Il team esaminerà anche la possibilità di fornire una previsione di probabilità di Solar Flare.

“Mentre non prevediamo un ciclo solare particolarmente attivo, si possono comunque verificare violente eruzioni dal sole in qualsiasi momento”, ha detto Doug Biesecker, Ph.D., copresidente del team e fisico solare presso lo Space Weather Prediction Center della NOAA.

Journal reference: The thermosphere responds to a weaker than normal solar cycle, Eos, 100,https://doi.org/10.1029/2019EO119423. Published on 05 April 2019.

Fonti: www.weather.gov

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