L’attività del Sole è determinata dal campo magnetico del Sole. Due effetti combinati sono responsabili di quest’ultimo: gli effetti alfa e omega che si riferiscono alla torsione delle linee del campo magnetico dovuta alla rotazione differenziale del Sole (più veloce all’equatore 25 giorni, più lenta vicino ai poli 30 giorni). I ricercatori della Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hanno messo a punto una nuova teoria sulla rivista di fisica solare. I loro calcoli suggeriscono che le forze di marea di Venere, Terra e Giove possono influenzare direttamente l’attività del Sole.
Molte domande riguardanti il campo magnetico del Sole sono ancora senza risposta. “Come per la Terra, si tratta di una dinamo. Attraverso l’auto-eccitazione, un campo magnetico viene creato praticamente dal nulla, per cui il complesso movimento del plasma conduttivo serve come fonte di energia”, dice il fisico Dr. Frank Stefani.
La cosiddetta dinamo alfa-omega del Sole è soggetta ad un ciclo regolare. Approssimativamente ogni undici anni la polarità del campo magnetico del Sole si inverte, con l’attività solare al massimo e con la stessa frequenza. Ciò si manifesta in un aumento nelle macchie scure sulla superficie solare che provengono dai campi magnetici fortemente concentrati.
“E interessante notare che, ogni 11.07 anni, il Sole e i pianeti Venere, Terra e Giove sono allineati. Ci siamo chiesti: è una coincidenza che il ciclo solare corrisponde con il ciclo della congiunzione o dell’opposizione dei tre pianeti?” – riflette Stefani. Anche se questa domanda non è affatto nuova, fino ad ora gli scienziati non hanno potuto identificare un meccanismo fisico plausibile di come gli effetti di marea, molto deboli, di Venere, Terra e Giove potrebbero influenzare la dinamo del Sole.
“Se basta dare delle piccole spinte, si oscillerà più in alto con il tempo”, così Frank Stefani spiega il principio di risonanza. Lui e il suo team hanno scoperto negli ultimi calcoli che l’effetto alfa è soggetto a oscillazioni a determinate condizioni. “L’impulso per questa alfa-oscillazione richiede quasi nessuna energia. Le maree planetarie potrebbero agire come un battistrada.”
L’instabilità magnetica gioca un ruolo cruciale per la risonanza della dinamo solare. Nasce sempre quando una forte corrente scorre a sufficienza attraverso un liquido conduttivo o un plasma. Oltre una certa forza, l’interazione della corrente con il proprio campo magnetico genera un flusso – nel caso del Sole, una forte turbolenza.
E generalmente inteso che la dinamo solare si basa sull’interazione di due meccanismi di induzione. In gran parte indiscusso è l’effetto omega, che ha origine nel tachocline. Questo è il nome di una stretta banda tra la zona radiativa interna del Sole e le aree esterne in cui avviene la convezione, dove il calore viene trasportato attraverso il movimento del plasma caldo.
Nella tachocline convergono diverse aree a rotazione differenziale. Questa rotazione differenziale genera il cosiddetto campo magnetico toroidale sotto forma di due fasce, situate a nord e a sud dell’equatore solare.
C’è una notevole mancanza di chiarezza sulla posizione e sulla causa dell’effetto alfa utilizzato dal campo toroidale per creare un campo poloidale – quest’ultimo funziona lungo linee di longitudine del sole. Secondo una teoria prevalente, il posto dove si origina l’effetto alpha, si trova in prossimità delle macchie solari, sulla superficie del Sole.
L’instabilità magnetica si manifesta a causa di un forte sviluppo di campi toroidali nel tachocline. “In questo modo possiamo individuare l’effetto alfa nella tachocline”, dice Frank Stefani.
Ora gli scienziati del HZDR hanno scoperto la prima prova per l’instabilità magnetica. La particolarità di questo è che l’inversione di polarità magnetica avviene praticamente senza alcun cambiamento per il flusso di energia. Questo significa che sono sufficienti delle piccole forze per avviare una oscillazione nell’effetto alfa.
“I nostri calcoli mostrano che le forze di marea planetarie agiscono qui come battistrada esterni. L’effetto alfa oscillazione che si attiva circa ogni undici anni, potrebbe causare l’inversione di polarità del campo magnetico solare e, in ultima analisi, dettare il ciclo di 22 anni della dinamo solare “, secondo Stefani.
Gli scienziati vicini a Frank Stefani stanno ricercando i campi magnetici nel cosmo e nella Terra da molti anni. Essi sono stati anche il primo gruppo al mondo a dimostrare con successo sia l’instabilità magnetica che quella della magneto-rotazione attraverso esperimenti di laboratorio. Nel 1999, gli specialisti in magnetoidrodinamica sono stati coinvolti anche nella prima dimostrazione dell’effetto dinamo omogeneo a Riga.
“È interessante notare come ci siamo imbattuti nell’instabilità magnetica nel contesto della nostra ricerca di nuove batterie a liquido in metallo, che sono attualmente in fase di studio come possibili contenitori di stoccaggio a basso costo per la potente fluttuante energia solare”, spiega Frank Stefani.
Il principio fondamentale delle batterie di metallo liquido è estremamente semplice. Si compone di due metalli liquidi di diversa densità – gli elettrodi – che sono separati soltanto da un sottile strato di sale. I vantaggi sono un tempo di ricarica estremamente veloce, un (almeno teoricamente) infinito numero di cicli di carica e di bassi costi, se una batteria che ha la dimensione di un metro quadrato può essere prodotto con successo.
“Per queste batterie, l’instabilità magnetica pone un serio pericolo perché si pone inevitabilmente quando le cellule diventano sempre più grandi. Senza certi trucchi tecnologici, che abbiamo già brevettato, l’instabilità magentica avrebbe distrutto la stratificazione della batteria”, aggiunge Stefani.
Link all’articolo originale: http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2016/10/suns-magnetic-field-cycle-directly-influenced-by-tidal-forces-of-venus-earth-and-jupiter.html