lunedì, Luglio 22, 2024

Il futuro della Terra legato alla ricerca sul Sole

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È STATO PRESENTATO ALL’ACCADEMIA DEI LINCEI IL NUOVO PROGETTO “EST” CHE POTRÀ DARE RISPOSTA A TUTTE LE DOMANDE CHE ANCORA ABBIAMO SUL NOSTRO SOLE

I misteri dell’universo sono ancora tanti e non coinvolgono solo galassie lontane. Ad avere ancora tante cose da rilevare è anche la stella il cui sorgere dà inizio a un nuovo giorno: il Sole. Ma un progetto europeo potrebbe segnare la svolta nel campo della ricerca della fisica solare.

Si chiama EST (European Solar Telescope) e consiste nel costruire un telescopio solare ad ampia apertura di nuova generazione. A presentare i dettagli e l’importanza di indagare il legame profondo tra il Sole e il nostro pianeta è il documentario Reaching for the Sun, proiettato in esclusiva oggi 26 maggio 2023, nelle splendide sale della storica Accademia dei Lincei, a Roma.

Reaching for the Sun, la storia della fisica del Sole

Prodotto dall’Instituto de Astrofísica de Andalucía e diretto da Emilio J. García, con la supervisione scientifica di Luis Bellot Rubio, racconta la storia della ricerca che ha visto come protagonista il Sole. Percorrendo i passi di antichi studiosi, come Galileo, si ricostruiscono tutte le fasi più importanti che hanno segnato il campo della fisica solare, grazie anche all’utilizzo originale di grafiche animate.

Sono trascorsi quattrocento anni da quando Galileo Galilei ha presentato, proprio nelle antiche sale dell’Accademia dei Lincei, il primo lavoro scientifico sulle macchie solari, dimostrando, grazie a nuovi strumenti e metodi scientifici, che il Sole non era perfetto. E così si capì che l’universo era molto più complesso. La storia della fisica solare è correlata nel documentario dalle testimonianze dei numerosi esperti europei, immersi nei luoghi che, di decennio in decennio, hanno accompagnato lo studio del Sole.

Hanno così illustrato i vari fenomeni a cui il nuovo telescopio potrebbe fornire ulteriori spiegazioni: quali sono i meccanismi alla base della attività ciclica del Sole? Con quali modalità il campo magnetico evolve ed emerge nell’atmosfera solare? Perché il Sole ha una cromosfera e una corona con temperature superiori agli strati sottostanti? E, soprattutto, qual è l’impatto dell’attività solare sulla Terra?

L’innovazione scientifica del progetto EST

Qual è, quindi, la grande innovazione di EST? Il progetto dell’European Association for Solar Telescopes prevede la costruzione di un telescopio solare con uno specchio primario di 4,2 metri, grazie a cui si potrà studiare dettagliatamente l’interazione tra campi magnetici solari e plasma. Ciò richiederà la diagnostica delle proprietà termiche, dinamiche e magnetiche del plasma su molte altezze di scala, utilizzando:

  • l’imaging a più lunghezze d’onda;
  • la spettroscopia, cioè misurare l’intensità della luce a diverse lunghezze d’onda;
  • la spettropolarimetria, lo studio di fenomeni di polarizzazione rotatoria.

«A differenze delle altre stelle, la cui distanza non ci permette di vederne i dettagli, cogliere quelli del Sole ci consentirà di studiare eventi fisici diversi – spiega Luca Giovannelli, ricercatore dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata -. Il Sole è un laboratorio unico che presenta delle caratteristiche non riproducibile sulla Terra. Quindi è l’unico posto dove studiare alcuni fenomeni, come la fusione del nucleo, utile per produrre energia pulita e controllata».

La ricerca sul Sole coinvolge l’intera Europa

EST sarà situato nelle Isole Canarie, sull’isola di La Palma, luogo ideale per le osservazioni astronomiche, ed è previsto che inizi ad acquisire dati già nel 2029. A guida dell’Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), il progetto coinvolge ventisei gruppi di ricerca, provenienti da diciotto Paesi europei.

La componente scientifica italiana è particolarmente importante dati il gran numero di ricercatori e le università coinvolte, insieme all’Istituto Nazionale di Astrofisica e a diverse industrie ad alta tecnologia.

«Unire le conoscenze è importante per poter fare il “salto di qualità” – dichiara Francesca Zuccarello del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Catania e referente dell’Osservatorio Astronomico di Roma (INAF) per il progetto -. Si mantiene così l’Europa come la realtà primaria nella ricerca solare».

La complessità dei telescopi solari

Con la notizia dell’imminente realizzazione di Extremely large telescope, un osservatorio stellare nel deserto di Atacama, in Cile, di 39 metri di diametro complessivi, i 4,2 metri di EST sembrano non rilevanti. In realtà questo sarà il più grande telescopio solare, insieme all’americano Daniel Ken Inouye Solar Telescope (Dkist), collocato nelle isole Hawaii. Entrambi potranno collaborare per dare una visione più complessa della nostra stella, che non sarebbe possibile ottenere dalle sonde spaziali, dato che è impossibile inviare nello spazio telescopi così grandi e dettagliati.

Infatti, a differenza degli strumenti ideati per sondare il cielo notturno e le stelle più lontane, un telescopio che si dedica alla ricerca solare implica molti più problemi. Come chiarisce Ilaria Ermolli dell’INAF, un telescopio solare raccoglie una grande quantità di energia e radiazione durante le sue osservazioni, nonostante durino millisecondi. La luce solare focalizzata nel fuoco primario del telescopio ammonta a ben 13 kilowatt e questa quantità enorme di calore va gestita. Per questo il progetto EST prevede un reattore che elimini il problema del riscaldamento.

«L’infrastruttura prevede un modo per gestire energia e radiazione. Per risolvere questi problemi creeremo rivoluzionarie tecnologie che potranno poi essere trasmesse e utilizzate dalla società – sottolinea Ermolli –. Questa è la ricaduta tecnologica che la scienza ha sulla società».

La ricerca sul Sole e i progressi tecnologici

Dario Del Moro, professore di Fisica Solare e Spaziale dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata, precisa anche come la realizzazione del reattore implementi anche i progressi realizzati nel campo energetico, in particolare nelle tecnologie dei reattori nucleari. Queste sono infatti indispensabili per dissipare il calore accumulato durante l’osservazione. Quando si realizzerà il progetto tuttavia potrebbero servire dei perfezionamenti, che potrebbero contribuire, a loro volta, a migliorare i processi anche nel campo energetico. Ma prevederlo è difficile.

Come le parole del documentario “Reaching for the Sun” recitano: “Est cambierà quello che sappiamo del Sole. Tutti gli elementi creano un sistema complesso che non comprendiamo ancora. Perciò il futuro della Terra è legato alla ricerca sul Sole”.

Il progetto Pre-Est coinvolge anche gli studenti

Il progetto, iniziato nel 2008, ha ricevuto i primi fondi dai Paesi europei e adesso si attende di avviare la fase successiva, i cui finanziamenti, provenienti da Stati ma anche imprese private, potranno permettere la realizzazione del telescopio solare europeo.

La fase preliminare, in particolare, ha racchiuso una serie di programmi che hanno coinvolto anche la comunità italiana, tra cui il progetto Pre-Est. Tra i protagonisti ci sono stati anche gli studenti, di età tra i 14 e i 16 anni, che hanno partecipato a un contest. Illustrato durante la conferenza da Mariarita Murabito, ricercatrice dell’Osservatorio astronomico di Capodimonte, il contest europeo ha previsto la realizzazione di un’infografica per spiegare le dinamiche complesse che coinvolgono il Sole. A vincere è stata proprio quella realizzata da una scuola italiana, il Liceo Scientifico “Antonio Labriola” di Ostia.

Progetto Pre-Est e la serie “Cosa succede se…”

Infine, un ulteriore contributo al progetto Pre-Est è quello presentato da Francesco Berrilli, professore di fisica dell’Università di Roma Tor Vergata. “Cosa succede se…” è il titolo di una miniserie che vuole ragionare su cosa succederebbe alla nostra società in caso di superflare, ossia una violenta eruzione solare.

Immaginando un fenomeno ancora più violento di quello che scosse il mondo il 4 febbraio 1872, quando i cieli di molte città, tra cui Roma, furono invasi dalle inusuali luci dell’aurora, si vuole mostrare i danni che un fenomeno che coinvolge la nostra stella possa avere su di noi e i nostri mezzi di comunicazione. Già solo un episodio violento ma di bassa intensità potrebbe compromettere per giorni le tecnologie che utilizziamo quotidianamente. Con una maggiore intensità potrebbero essere coinvolte persino le reti elettriche.

Ma avere modelli più dettagliati potrebbe aiutarci a prevedere fenomeni come i superflare e non farci cogliere impreparati, aiutandoci a comprendere anche le altre stelle dell’Universo. «Il Sole è l’unico elemento da cui dipende la vita e la tecnologia – conclude Berrilli -. Per questo contribuire con fondi al progetto è importante».

Numero verde ONA

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