Perché il ciclo solare dura undici anni?

ciclo solare
(Credits: NASA/SDO)

Il ciclo solare dura circa 11 anni. Durante questo periodo l’attività solare (cioè il campo magnetico, il numero di brillamenti, la radiazione emessa e i raggi cosmici) va da un massimo, quando compaiono un gran numero di macchie solari, a un minimo quando queste scompaiono. Ma perché questo ciclo dura proprio undici anni?

La ricerca di questa risposta va avanti dalla metà del diciannovesimo secolo, quando è stata notata per la prima volta la regolarità del ciclo solare. Ora, uno studio realizzato dai ricercatori dell’istituto tedesco Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e pubblicato sulla rivista Solar Physics sembra aver trovato una soluzione nell’allineamento dei pianeti, in particolare Venere, Terra e Giove. La loro influenza gravitazionale creerebbe forze di marea che modificano la posizione del plasma superficiale nel Sole. E indovinate ogni quanto si allineano i tre pianeti? Sì, circa ogni undici anni.

I pianeti influenzano il ciclo solare

Il team guidato da Frank Stefani è partito dall’ipotesi (peraltro non nuova) che i pianeti potessero influenzare il ciclo del Sole e ha voluto fare un controllo. I ricercatori hanno confrontato i cicli riportati storicamente negli ultimi mille anni con i calcoli sull’allineamento dei pianeti. È venuto fuori che i due fenomeni sono statisticamente collegati: “C’è uno stupefacente livello di accordo” ha spiegato Stefani, “abbiamo osservato un perfetto parallelismo fra gli ultimi novanta cicli di attività solare e l’allineamento planetario”.

Non parliamo di un allineamento di tutti i pianeti del Sistema solare (che avviene una volta ogni duemila anni) quanto dell’allineamento di Venere, Terra e Giove, che raggiunge il massimo ogni 11,07 anni, cioè proprio la durata media del ciclo solare. Questa perfetta coincidenza temporale era nota almeno dal 1948. Tuttavia, a causa dell’enorme differenza di massa fra Sole e pianeti e alla loro distanza, finora si pensava che l’influenza dei pianeti fosse trascurabile.

La dinamo solare

Gli scienziati hanno cercato di andare oltre il semplice dato statistico, cercando una spiegazione fisica sul perché i pianeti riescano ad essere così determinanti nello scandire il ciclo solare. All’interno del Sole ci sono parti di plasma caldissimo che ruotano a velocità differenti creando correnti elettriche. Queste correnti funzionano come una dinamo che genera il campo magnetico solare. Ma cosa può far variare il campo magnetico di un corpo celeste enorme come il Sole? Così come la Luna influenza le maree sulla Terra, i tre pianeti allineati sarebbero in grado di esercitare una forza sul plasma del Sole. Tuttavia, queste forze sarebbero troppo deboli per coinvolgere il plasma profondo. Per questo, gli scienziati hanno considerato anche un altro fattore in gioco, cioè l’instabilità di Tayler. Si tratta di un fenomeno fisico per cui quando una corrente elettrica attraversa dei conduttori liquidi come acqua o metalli fusi (il Sole è un ottimo conduttore) ne modifica il comportamento. Sulla base di questo fenomeno, gli scienziati dell’Hzdr hanno creato un modello.

Il ruolo dell’allineamento dei pianeti

Il fenomeno non ha una particolare rilevanza sotto una certa soglia. Tuttavia, se riceve una spintarella energetica in più può produrre una reazione a catena con effetti evidenti. Questa spinta arriverebbe proprio dall’allineamento dei tre pianeti. “All’inizio ero scettico al pensiero che la dinamo potesse essere influenzata dai pianeti”, ha spiegato Stefani, “ma poi ho visto il modello e l’accordo era perfetto. L’instabilità di Tayler si sincronizza con la piccola perturbazione esterna causando un’eccitazione del plasma”.

Tuttavia, intervengono anche altri effetti a complicare la questione, come gli effetti omega e alfa. Il primo è dovuto al fatto che il plasma all’equatore ruota più velocemente di quello ai poli. Questo produce campi magnetici (che si manifestano in superficie sotto forma di macchie solari) che si allineano all’equatore. L’effetto alfa, al contrario, tende a ristabilire la situazione iniziale, inducendo i campi a tornare in verticale. Secondo Stefani, l’instabilità di Tayler potrebbe essere in parte responsabile dell’effetto alfa che finora non aveva una spiegazione scientifica convincente.

Questo tipo di ricerca rappresenta sicuramente un passo importante per nostra comprensione del Sole. Tuttavia, potrebbe avere anche ripercussioni pratiche importanti: il modello dell’instabilità di Tayler potrebbe essere applicato anche a scale minori, come le previsioni metereologiche sulla Terra.

Riferimenti: Solar Physics

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1 commento

  1. Dire se era nato prima l’uovo o la gallina è stato per molto tempo un bel dilemma, fino a quando nel 1859 Darwin con la sua teoria ha trovato la soluzione.Sono i pianeti col loro allineamento che influenzano il ciclo solare e tutti i fenomeni a questo associati, o è il ciclo solare che provoca l’allineamento dei pianeti? questo è un altro bel dilemma che per ora non ha soluzione.Le macchie solari nonostante siano più “fredde” della superficie circostante, dovrebbero essere – considerando tutti i tipi di emissione che si spera vengano presto verificati sperimentalmente- complessivamente più energetiche. Forse si potrebbero considerare, come dei punti dove si concentrano gli effetti dell’attività della zona convettiva del sole, o, facendo un parallelo come dei vulcani dove si sfoga maggiormente l’energia prodotta dall’attività interna alla zona sottostante.
    Le macchie solari dovrebbero essere il risultato della manipolazione della pressione di radiazione proveniente dal nucleo del sole, da parte delle due forze eternamente in conflitto fra loro,cioè la forza di gravità e la forza centrifuga nella zona convettiva, la quale avendo un moto differenziato all’equatore origina più livelli di densità del gas interno.
    Durante il minimo solare i gas interni la zona convettiva si ricompattano fino a provocare la comparsa delle prime macchie solari, gradualmente si compatta anche il gas verso l’equatore e man mano si arriva al massimo solare e alla fine del ciclo; dopo ci sarà bisogno di un po’ di tempo per riportare il tutto alle condizioni iniziali di innesco.
    Peccato che detta così sarebbe tutto troppo semplice.

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