Perché la temperatura della corona è invece più alta rispetto a quella della superficie del Sole?

Questo articolo affronta la domanda "Perché la temperatura della corona è in realtà più alta di quella della superficie del Sole?" e descrive il fenomeno anomalo della temperatura della corona, molto più alta rispetto a quella della superficie del Sole, la struttura della zona di transizione tra la fotosfera e la corona, e le due teorie attualmente accettate per il riscaldamento della corona: il riscaldamento dovuto alle onde sonore e la riconnessione magnetica. Inoltre, sottolinea che non esiste ancora una spiegazione quantitativa completa del problema e che sono necessari ulteriori dati osservazionali e ricerche approfondite per risolverlo.

Perché la temperatura della corona è invece più alta rispetto a quella della superficie del Sole?

Il nucleo del Sole è un enorme forno supercaldo con temperature che raggiungono i 15 milioni di kelvin. L'enorme energia generata dalle reazioni nucleari si irradia dal nucleo verso l'esterno, con temperature che diminuiscono gradualmente fino a raggiungere i 5.800 kelvin sulla superficie del Sole. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto un fenomeno strano all'esterno della superficie del Sole: con l'aumentare della distanza dalla superficie del Sole, la temperatura invece aumenta. La corona è una vasta struttura di plasma all'esterno del Sole, con una densità di soli 1/10^12 rispetto alla fotosfera, ma le misurazioni indicano che la temperatura può arrivare fino a 1 milione - 3 milioni di kelvin! Tra la fotosfera e la corona, c'è una "zona di transizione" con uno spessore che va da dieci chilometri a centinaia di chilometri, dove la temperatura aumenta improvvisamente. Dal punto di vista termodinamico, questo fenomeno è difficile da spiegare, come se una lampadina potesse riscaldare l'aria circostante a temperature più alte rispetto a quelle della lampadina stessa. Per questo motivo, è necessario cercare meccanismi di riscaldamento non termodinamici.

Da decenni, gli scienziati hanno proposto molte teorie sul riscaldamento della corona, due delle quali sono attualmente ampiamente accettate: il riscaldamento da onde sonore e la riconnessione magnetica. La teoria del riscaldamento da onde sonore è stata proposta nel 1949. Il Sole è un plasma ad alta temperatura pieno di campi magnetici, quindi le onde magnetiche e le onde Alfvén, che descrivono le fluttuazioni del plasma nei campi magnetici, sono considerate i modelli di onde più importanti del Sole. Le perturbazioni della struttura a grani o supergrani sulla fotosfera del Sole producono queste due onde, che possono trasportare energia e attraversare l'atmosfera esterna del Sole, trasformandola infine in energia termica sotto forma di onde d'urto.

Un'altra possibile meccanica di riscaldamento è la teoria della riconnessione magnetica. Il campo magnetico del Sole genera correnti elettriche nella corona, che possono mantenere le linee di campo magnetico formando anelli magnetici indipendenti. Tuttavia, in alcuni casi, queste correnti elettriche possono improvvisamente collassare, permettendo ai campi magnetici di riconnettersi ad altri poli magnetici, un processo chiamato "riconnessione magnetica", durante il quale viene rilasciata molta energia sotto forma di energia termica e ondulatoria. Sul Sole, ci sono milioni di piccole aree magnetizzate, costantemente mescolate dalle perturbazioni della struttura a grani, e la corona deve continuamente "riconnettersi" a questo "tappeto magnetico", generando una notevole quantità di energia termica.

Tuttavia, fino ad ora, sappiamo solo che questo meccanismo di riscaldamento è sicuramente legato al campo magnetico, ma nessuna teoria è in grado di quantificare in modo ideale le alte temperature della corona. La soluzione finale potrebbe richiedere la combinazione di due o più teorie. Questo enigma attende ancora ulteriori osservazioni e una riflessione più approfondita per essere risolto.