Un nuovo studio sul gigantesco nastro trasportatore di plasma che si sposta all'interno del Sole dimostra che, negli ultimi cinque anni è aumentato a velocità record.
Il fenomeno potrebbe essere la ragione per cui il Sole sta avendo negli ultimi due anni poche macchie, dimostrando l'influenza di queste tempeste superficili su di esse. "Credo che questo potrebbe spiegare il minimo solare insolitamente profondo che stiamo avendo" ha detto David Hathaway, fisico solare della NASA e co-autore di un nuovo studio che descrive i risultati, in una dichiarazione della Nasa. "L'elevata velocità del nastro trasportatore sfida gli attuali modelli del ciclo solare, e ci ha costretti a elaborare nuovi modelli".
Il cosiddetto "Great Conveyor Belt" è una massiccia corrente circolatoria di plasma caldo all'interno del Sole. E' dislocata sia a nord che a sud e ognuna di essa impiega circa 40 anni per completare un circuito. I ricercatori ritengono che la circolazione della cintura controlli il ciclo delle macchie solari.
Hathaway ha effettuato il controllo del nastro trasportatore utilizzando i dati del Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). La parte superiore della cintura sfiora la superficie del Sole, spazzando via i nodi del magnetismo solare fino ai poli.
SOHO è in grado di monitorare quei nodi - Hathaway li ha chiamati "elementi magnetici" - e quindi rivelare la velocità del flusso sottostante. "E 'un po' come misurare la velocità di un fiume sulla Terra, osservando le foglie e i rametti galleggianti fino a valle", spiega Hathaway.
I dati di SOHO partono dal 1996 e si estendeno su un intero ciclo solare.
L'anno scorso, Lisa Rightmire, una studente del prof. Hathaway presso l'Università di Memphis, ha trascorso tutta l'estate a misurare gli elementi magnetici. Quando ha tracciato la loro velocità in funzione del tempo, ha notato che la velocità del nastro trasportatore era in aumento.
L'anno scorso, Lisa Rightmire, una studente del prof. Hathaway presso l'Università di Memphis, ha trascorso tutta l'estate a misurare gli elementi magnetici. Quando ha tracciato la loro velocità in funzione del tempo, ha notato che la velocità del nastro trasportatore era in aumento.
Una nota su "fast": "The Great Conveyor Belt" è una delle cose più grandi di tutto il Sistema Solare e per gli standard umani si muove con una lentezza enorme. "Fast" in questo contesto significa da 20 a 30 miglia all'ora. Un buon ciclista potrebbe facilmente tenere il passo.
L'aumento della velocità è stato sorprendente per due ragioni. In primo luogo, è coincisa con il minimo più profondo solare in quasi 100 anni, in contraddizione con i modelli che prevedevano invece che l'aumento di velocità del nastro trasportatore avrebbe dovuto incrementare la produzione delle macchie solari.
L'idea di base è che la cintura spazia sui campi magnetici dalla superficie del Sole e li trascina verso il basso grazie alla dinamo interna del sole. I campi sono amplificati e formerebbero le basi per nuove macchie solari. Un nastro trasportatore veloce avrebbe dovuto accelerare questo processo.
Allora, dove sono finite tutte le macchie solari? Il minimo solare del 2008-2009 è stato insolitamente profondo e ora il Sole sembra essere sull'orlo di un nuovo ciclo debole.
Invece di rafforzare le macchie solari, Hathaway ritiene che un rapido movimento del Conveyor Belt può invece sopprimere le macchie "contrastando la diffusione magnetica all'equatore del Sole".
La seconda sorpresa ha a che fare con la parte inferiore del nastro trasportatore. SOHO può solo vedere i movimenti dello strato esterno. Il fondo è nascosto da circa 200.000 chilometri di plasma. Tuttavia, una stima della sua velocità può essere effettuata tramite il monitoraggio delle macchie solari. "Le macchie solari sono presumibilmente radicate nel fondo del nastro", ha detto Hathaway. "Così il movimento delle macchie solari ci dice quanto velocemente il nastro si muove laggiù." Da ciò risulta che i tracciati della velocità delle macchie solari in funzione del tempo a partire dal 1996 non hanno senso. "Mentre la parte superiore del nastro trasportatore è passata ad un record di alta velocità, il fondo sembra muoversi al record di opposto di bassa velocità. Un'altra contraddizione."
Potrebbe essere dunque che le macchie solari non siano radicate sul fondo del nastro trasportatore? "Questa è una possibilità", ha osservato. "Le macchie solari potrebbero essere in movimento a causa delle onde della dinamo o di qualche altro fenomeno non direttamente legato alla cintura."
Quello che i ricercatori veramente necessitano sarebbe una buona occhiata dentro il sole. Il NASA's Solar Dynamics Observatory, lanciato nel febbraio 2010, fornirà grazie ai suoi strumenti, i dati necessari entro la fine dell'anno.
SDO è in grado di mappare l'interno del Sole utilizzando una tecnica chiamata Eliosismologia. SOHO può fare la stessa cosa, ma non abbastanza bene per rintracciare il Great Conveyor Belt tutto intorno. I sensori avanzati di SDO potrebbero rivelare il circuito completo, che "fornendo il pezzo mancante di cui c'è bisogno di prevedere l'intero ciclo solare", ha detto Hathaway. La ricerca è stata pubblicata nel numero odierno di Science.
traduzione a cura di Arthur McPaul
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English
Mysterious Speed Record May Explain Mystery of Sun
By SPACE.com Staff
posted: 12 March 2010
04:05 pm ET
A new study reports that the top of the gigantic conveyor belt of plasma moving inside the sun has been running at record-high speeds for the past five years. The phenomenon might be the reason why the sun has continued to have so few sunspots recently when it should be ramping up the production of these surface-blotching storms.
"I believe this could explain the unusually deep solar minimum we've been experiencing," said David Hathaway, a solar physicist at NASA and co-author of a new study describing the findings, in a NASA statement. "The high speed of the conveyor belt challenges existing models of the solar cycle and it has forced us back to the drawing board for new ideas."
The so-called Great Conveyor Belt is a massive circulating current of hot plasma within the sun. It has two branches, north and south, each taking about 40 years to complete one circuit. Researchers believe the turning of the belt controls the sunspot cycle.
Hathaway has been monitoring the conveyor belt using data from the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). The top of the belt skims the surface of the sun, sweeping up knots of solar magnetism and carrying them toward the poles. SOHO is able to track those knots — Hathaway called them "magnetic elements" — and thus reveal the speed of the underlying flow.
"It's a little like measuring the speed of a river on Earth by clocking the leaves and twigs floating downstream," Hathaway explained. SOHO's dataset extends all the way back to 1996 and spans a complete solar cycle. Last year, Lisa Rightmire, a student of Hathaway from the University of Memphis, spent the entire summer measuring magnetic elements. When she plotted their speeds versus time, she noticed how fast the conveyor belt has been going.
A note about "fast": The Great Conveyor Belt is one of the biggest things in the whole solar system and by human standards it moves with massive slowness. "Fast" in this context means 20 to 30 miles per hour. A good bicyclist could easily keep up.
Shocking speed
The speed-up was surprising on two levels. First, it coincided with the deepest solar minimum in nearly 100 years, contradicting models that say a fast-moving belt should boost sunspot production. The basic idea is that the belt sweeps up magnetic fields from the sun's surface and drags them down to the sun's inner dynamo. There the fields are amplified to form the underpinnings of new sunspots. A fast-moving belt should accelerate this process.
So where have all the sunspots been? The solar minimum of 2008-2009 was unusually deep and now the sun appears to be on the verge of a weak solar cycle. Instead of boosting sunspots, Hathaway believes that a fast-moving Conveyor Belt can instead suppress them "by counteracting magnetic diffusion at the sun's equator."
The second surprise has to do with the bottom of the Conveyor Belt. SOHO can only clock the motions of the visible top layer. The bottom is hidden by about 200,000 kilometers of overlying plasma. Nevertheless, an estimate of its speed can be made by tracking sunspots. "Sunspots are supposedly rooted to the bottom of the belt," said Hathaway. "So the motion of sunspots tells us how fast the belt is moving down there."
He's done that — plotted sunspot speeds versus time since 1996 — and the results don't make sense. "While the top of the conveyor belt has been moving at record-high speed, the bottom seems to be moving at record-low speed. Another contradiction."
Could it be that sunspots are not rooted to the bottom of the Conveyor Belt, after all? "That's one possibility" he noted. "Sunspots could be moving because of dynamo waves or some other phenomenon not directly linked to the belt."
Let's go deeper
What researchers really need is a good look deep inside the sun. NASA's Solar Dynamics Observatory, launched in February 2010, will provide that when its instruments come online later this year.
SDO is able to map the sun's interior using a technique called helioseismology. SOHO can do the same thing, but not well enough to trace the Great Conveyor Belt all the way around. SDO's advanced sensors might reveal the complete circuit, which "could be the missing piece we need to forecast the whole solar cycle," said Hathaway.
The research was published in today's issue of Science.
Link:
"http://www.space.com/news/sun-record-conveyor-100312.html"
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