Onde di Rossby: Turbini giganti sul Sole

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Giganteschi turbini sulla superfice del sole

Rilevate in modo inequivocabile gigantesche onde di Rossby sulla superficie della nostra stella. Onde le cui dimensioni sono paragonabili al raggio del Sole stesso. Si propagano nella direzione opposta alla rotazione della nostra stella, hanno un periodo di diversi mesi e ampiezze massime all'equatore. I risultati sono riportati su Nature Astronomy.



Un gruppo di scienziati guidati dal Max Planck Institute for Solar System Research (Mps) e dall’Università di Göttingen, ha scoperto nuove onde di vorticità sul Sole. Come riportato nell’articolo pubblicato su Nature Astronomy, queste onde di Rossby si propagano nella direzione opposta alla rotazione del Sole, hanno una durata di diversi mesi e ampiezze massime all’equatore. Per quarant’anni gli scienziati avevano ipotizzato l’esistenza di tali onde sul Sole, poiché ci si aspetta siano presenti in ogni sistema di fluido rotante. Ora, per la prima volta, sono state rilevate e caratterizzate in modo inequivocabile.
Le onde solari di Rossby sono parenti strette delle onde di Rossby che si manifestano nell’atmosfera terrestre e negli oceani.
In quasi tutte le mappe meteorologiche dell’emisfero settentrionale della Terra, le onde atmosferiche di Rossby sono una caratteristica rilevante e appaiono come meandri nella corrente a getto che separa l’aria fredda polare, a nord, dall’aria subtropicale più calda, più a sud. A volte queste onde raggiungono le regioni equatoriali e possono anche influenzare il clima in Australia. In linea di principio, onde di questo tipo (spesso chiamate onde planetarie) si manifestano su ogni sfera rotante a causa della forza di Coriolis. Anche il famoso esagono di Saturno, la particolare conformazione nuvolosa stabile visibile al polo nord del pianeta, potrebbe essere un’espressione di queste onde.

L’esistenza delle onde di Rossby nelle stelle è stata prevista circa quarant’anni fa. «Le onde solari di Rossby hanno ampiezze molto piccole e periodi di vari mesi, quindi sono estremamente difficili da rilevare», spiega Laurent Gizon, coordinatore del gruppo che ha fatto la scoperta e direttore del Mps. Lo studio ha richiesto osservazioni ad alta precisione del Sole per molti anni. Gli scienziati di Mps hanno analizzato un set di dati raccolti in sei anni dall’Heliospheric and Magnetic Imager (Hmi), a bordo della Solar Dynamics Observatory (Sdo) della Nasa, in funzione dal 2010.
«Le immagini di Hmi hanno una risoluzione spaziale sufficientemente elevata da consentirci di seguire il movimento dei granuli fotosferici sulla superficie visibile del Sole», afferma Björn Löptien, scienziato del Mps e primo autore dell’articolo. Questi granuli sono piccole celle convettive che hanno una dimensione di circa 1500 chilometri, sulla superficie solare.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno usato i granuli come traccianti passivi per scoprire i grandi flussi vorticosi sottostanti, associati alle onde di Rossby. Inoltre, sono stati usati metodi di eliosismologia per confermare la scoperta e studiare le onde di Rossby nell’interno del Sole a profondità fino a 20mila chilometri.

«Nel complesso, abbiamo trovato onde di vorticità su larga scala sul Sole che si muovono nella direzione opposta alla sua rotazione. Il fatto che queste onde siano state viste solo nelle regioni equatoriali è assolutamente inaspettato», spiega Gizon. Gli schemi di vorticità osservati sono stabili per diversi mesi.

Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di determinare la relazione tra la frequenza delle onde e la lunghezza d’onda, identificandoli chiaramente come onde di Rossby. «Le onde di solari di Rossby hanno dimensioni gigantesche, con lunghezze d’onda paragonabili al raggio del Sole» conclude Gizon. Sono una componente essenziale delle dinamiche interne del Sole perché contribuiscono per metà all’energia cinetica su larga scala del Sole.

Fonte: media.inaf.it - Autore Maura Sandri
Fonte IGM: phys.org
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