Prevedere grandi eruzioni solari

Un team di ricerca diretto dal professor Kanya Kusano (direttore dell'Istituto per la ricerca ambientale spazio-terra, Università di Nagoya) ha sviluppato il primo modello basato sulla fisica in grado di prevedere con precisione i grandi brillamenti solari imminenti.

I brillamenti solari emettono improvvise e forti raffiche di radiazioni elettromagnetiche dalla superficie del Sole e dalla sua atmosfera, ed espellono plasma e particelle energetiche nello spazio interplanetario. Poiché i grandi brillamenti solari possono causare gravi disturbi meteorologici spaziali che interessano la Terra, per mitigarne l'impatto è necessario prevederne la presenza. Tuttavia, poiché il meccanismo di insorgenza dei brillamenti solari non è chiaro, la maggior parte dei metodi di previsione dei brillamenti finora si sono basati su metodi empirici.

Il gruppo di ricerca guidato dal professor Kanya Kusano (1) (direttore dell'Istituto per la ricerca ambientale spazio-terra, Università di Nagoya) è riuscito di recente a sviluppare il primo modello basato sulla fisica in grado di prevedere con precisione i grandi brillamenti solari imminenti. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Science. (2)

Il nuovo metodo di predizione dei brillamenti solari, chiamato schema kappa, si basa sulla teoria della “instabilità a doppio arco”, cioè un'instabilità magnetoidrodinamica (MHD) innescata dalla riconnessione magnetica. I ricercatori hanno ipotizzato che una riconnessione su piccola scala delle linee del campo magnetico possa formare un campo magnetico a doppio arco (a forma di 'm') e innescare l'inizio di un brillamento solare. Lo schema kappa può prevedere come una piccola riconnessione magnetica inneschi un grande bagliore e come può verificarsi un grande bagliore solare.

Il modello predittivo è stato testato su circa 200 regioni attive durante il ciclo solare 24 dal 2008 al 2019 utilizzando i dati ottenuti dal satellite Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA. È stato dimostrato che, con poche eccezioni, lo schema kappa predice i brillamenti solari più imminenti, nonché la posizione precisa da cui emergeranno. I ricercatori hanno anche scoperto che un nuovo parametro - la “densità di flusso di torsione magnetica” vicino a una linea di inversione di polarità magnetica sulla superficie solare - determina quando e dove si verificano probabilmente i brillamenti solari e quanto sono probabilmente grandi.

I metodi di predizione dei bagliori si sono basati su relazioni empiriche in cui le previsioni del giorno precedente tendono a continuare nel giorno successivo anche se l'attività dei bagliori cambia. Al contrario, lo schema kappa prevede grandi eruzioni solari attraverso un approccio basato sulla fisica indipendentemente dalla precedente attività di brillamenti solari.

Anche se ci vuole molto più lavoro per implementare lo schema nella previsione operativa in tempo reale, questo studio mostra che l'approccio basato sulla fisica può aprire una nuova direzione per la ricerca sulla previsione dei flare.

L'Università di Nagoya ha una storia di circa 150 anni, con le sue radici in una scuola medica e in un ospedale temporanei fondati nel 1871, ed è stata formalmente istituita come ultima Università Imperiale del Giappone nel 1939. Sebbene di dimensioni modeste rispetto alle più grandi università del Giappone, L'Università di Nagoya (3) ha perseguito l'eccellenza sin dalla sua fondazione. Sei dei 18 premi Nobel giapponesi dal 2000 hanno svolto tutto o parte del loro lavoro vincitore del premio Nobel presso l'Università di Nagoya: quattro in fisica - Toshihide Maskawa e Makoto Kobayashi nel 2008, e Isamu Akasaki e Hiroshi Amano nel 2014; e due in Chimica: Ryoji Noyori nel 2001 e Osamu Shimomura nel 2008. In matematica, Shigefumi Mori ha vinto la medaglia Fields all'Università. Presso l'Università sono state fatte anche altre importanti scoperte, tra cui i frammenti di DNA di Okazaki di Reiji e Tsuneko Okazaki negli anni '60; e le forze di esaurimento di Sho Asakura e Fumio Oosawa nel 1954.

Riferimenti:

(1) Kanya Kusano

(2) Research team develops the first physics-based method for predicting large solar flares

(3) Nagoya University

Descrizione foto: Il processo di produzione del brillamento solare nel metodo di previsione basato sulla fisica. R: Le correnti elettriche fluiscono lungo le linee del campo magnetico attraverso la linea di inversione della polarità magnetica sulla superficie solare, dove il campo magnetico cambia la sua polarità. B: Le linee del campo magnetico si ricollegano e formano un anello a doppio arco che si allontana dalla superficie a causa dell'instabilità magnetoidrodinamica. C: Il movimento verso l'alto del loop a doppio arco induce un'ulteriore riconnessione magnetica. Un brillamento solare inizia a scoppiare dai punti base delle linee di campo ricollegate. D: Più riconnessioni magnetiche amplificano l'instabilità e il brillamento solare si espande. - Credit: Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Excessive Fructose Consumption May Cause a Leaky Gut, Leading to Fatty Liver Disease