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Tutti i colori del Sole

25 Jan 2013 01:26 AM – Michele Diodati

Lanciato dalla NASA l'11 febbraio 2010, il Solar Dynamics Observatory, più brevemente SDO, è il più sofisticato tra gli osservatori solari inviati a studiare la nostra stella al di fuori dell'atmosfera terrestre. I suoi due strumenti – AIA (Atmospheric Imaging Assembly) e HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) – producono quotidianamente immagini del Sole in numerose, diverse lunghezze d'onda, fino alla risoluzione massima di 4096 x 4096 pixel, circa otto volte maggiore di quella tipica di un televisore ad alta definizione.

L'immagine seguente è un mosaico di particolari della superficie e dell'atmosfera solari, ripresi dal Solar Dynamics Observatory nelle differenti lunghezze d'onda alle quali operano i suoi strumenti.

Cortesia: NASA / SDO / Goddard Space Flight Center

Cortesia: NASA / SDO / Goddard Space Flight Center

La ragione per cui la luce solare viene filtrata in tante lunghezze d'onda differenti, dalla gamma della luce visibile fino all'estremo ultravioletto, risiede nella necessità di cogliere e studiare la più ampia varietà possibile di fenomeni legati all'attività della nostra stella.

Il Sole può essere descritto sommariamente come una gigantesca sfera di gas, che emette luce per l'eccitazione dei suoi atomi, riscaldati da diversi tipi di processi fino a temperature elevatissime. Ma la struttura e l'attività degli strati superficiali del Sole visibili agli strumenti del satellite SDO sono estremamente complesse e i processi che li interessano non sono ancora del tutto compresi. Campionare dal flusso di radiazione che giunge dal Sole solo determinate lunghezze d'onda permette di osservare separatamente il comportamento di strati differenti della nostra stella, così da isolarne i fenomeni e sperare di comprendere sempre meglio il modo in cui l'atmosfera solare e le regioni sottostanti interagiscono.

Le immagini seguenti mostrano il Sole come viene visto in ciascuno dei tredici filtri utilizzati dal satellite SDO. Le didascalie forniscono dettagli sulla temperatura solare, la lunghezza d'onda e il tipo di fenomeni associati a ciascun filtro.

<b>Dopplergramma</b> prodotto dallo strumento HMI. Mostra l'effetto della rotazione solare sulla fotosfera (cioè quella che ci appare come la superficie del Sole). In ogni momento, a causa della rotazione, una parte del disco solare si avvicina all'osservatore alla velocità di circa 2 km/s mentre la parte opposta si allontana alla medesima velocità. Le zone più scure dell'immagine indicano avvicinamento, quelle più chiare allontanamento. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

Dopplergramma prodotto dallo strumento HMI. Mostra l'effetto della rotazione solare sulla fotosfera (cioè quella che ci appare come la superficie del Sole). In ogni momento, a causa della rotazione, una parte del disco solare si avvicina all'osservatore alla velocità di circa 2 km/s mentre la parte opposta si allontana alla medesima velocità. Le zone più scure dell'immagine indicano avvicinamento, quelle più chiare allontanamento. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>Magnetogramma</b> prodotto dallo strumento HMI. La regione osservata è la fotosfera solare. Le zone più scure indicano linee di campo magnetico che puntano in direzione opposta alla Terra, mentre le zone più chiare indicano linee di campo magnetico dirette verso la Terra. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

Magnetogramma prodotto dallo strumento HMI. La regione osservata è la fotosfera solare. Le zone più scure indicano linee di campo magnetico che puntano in direzione opposta alla Terra, mentre le zone più chiare indicano linee di campo magnetico dirette verso la Terra. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>Continuum HMI</b>. È forse il tipo di immagine del Sole più familiare per l'osservatore inesperto, in quanto mostra la superficie solare attraverso una gamma di sfumature che incorpora per gran parte la luce visibile all'occhio umano. La regione osservata è ancora una volta la fotosfera, che risulta punteggiata da alcune macchie solari. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

Continuum HMI. È forse il tipo di immagine del Sole più familiare per l'osservatore inesperto, in quanto mostra la superficie solare attraverso una gamma di sfumature che incorpora per gran parte la luce visibile all'occhio umano. La regione osservata è ancora una volta la fotosfera, che risulta punteggiata da alcune macchie solari. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 1700</b>. Immagine del continuum ultravioletto, prodotta dallo strumento AIA filtrando la luce solare a 1700 Å (angstrom). La temperatura solare associata a questo filtro è 4500 gradi Kelvin. Le regioni osservate sono la fotosfera e la cromosfera. Quest'ultimo è un sottile strato atmosferico che circonda la fotosfera, nel quale si registra un primo innalzamento di temperatura rispetto alla media fotosferica. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 1700. Immagine del continuum ultravioletto, prodotta dallo strumento AIA filtrando la luce solare a 1700 Å (angstrom). La temperatura solare associata a questo filtro è 4500 gradi Kelvin. Le regioni osservate sono la fotosfera e la cromosfera. Quest'ultimo è un sottile strato atmosferico che circonda la fotosfera, nel quale si registra un primo innalzamento di temperatura rispetto alla media fotosferica. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 4500</b>. Immagine del continuum della luce bianca, prodotta dallo strumento AIA con picco di sensibilità a 4500 Å. La regione osservata è la fotosfera, la temperatura solare corrispondente 6000 K. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 4500. Immagine del continuum della luce bianca, prodotta dallo strumento AIA con picco di sensibilità a 4500 Å. La regione osservata è la fotosfera, la temperatura solare corrispondente 6000 K. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 1600</b>. Le immagini prodotte dallo strumento AIA a 1600 Å sono colorate artificialmente in giallo scuro (la luce ultravioletta non è visibile direttamente all'occhio umano). A questa lunghezza d'onda viene registrata l'emissione luminosa prodotta da ioni di carbonio C IV, indicativi di una temperatura intorno ai 10.000 K. Queste emissioni provengono dallo strato superiore della fotosfera e dalla cosiddetta regione di transizione, un sottile strato dell'atmosfera solare interposto tra la cromosfera e la corona, nel quale le temperature salgono molto rapidamente. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 1600. Le immagini prodotte dallo strumento AIA a 1600 Å sono colorate artificialmente in giallo scuro (la luce ultravioletta non è visibile direttamente all'occhio umano). A questa lunghezza d'onda viene registrata l'emissione luminosa prodotta da ioni di carbonio C IV, indicativi di una temperatura intorno ai 10.000 K. Queste emissioni provengono dallo strato superiore della fotosfera e dalla cosiddetta regione di transizione, un sottile strato dell'atmosfera solare interposto tra la cromosfera e la corona, nel quale le temperature salgono molto rapidamente. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 304</b>. Le immagini prodotte dallo strumento AIA a 304 Å sono colorate tipicamente in rosso. Le emissioni provengono da elio ionizzato (He II) a temperature intorno ai 50.000 K. La luce registrata in questa lunghezza d'onda è emessa dalla cromosfera e dalla regione di transizione. Sono ben visibili protuberanze solari che si innalzano per migliaia di chilometri. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 304. Le immagini prodotte dallo strumento AIA a 304 Å sono colorate tipicamente in rosso. Le emissioni provengono da elio ionizzato (He II) a temperature intorno ai 50.000 K. La luce registrata in questa lunghezza d'onda è emessa dalla cromosfera e dalla regione di transizione. Sono ben visibili protuberanze solari che si innalzano per migliaia di chilometri. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 171</b>. La luce registrata dallo strumento AIA a 171 Å proviene principalmente da ioni di ferro (Fe IX) a temperature intorno ai 600.000 K. Le immagini prodotte in questa lunghezza d'onda sono colorate tipicamente in oro e rappresentano emissioni provenienti dalla zona superiore della regione di transizione e dalla corona solare (in particolare da anelli coronali e zone che non fanno parte di regioni attive né di buchi coronali: il cosiddetto Sole quieto). Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 171. La luce registrata dallo strumento AIA a 171 Å proviene principalmente da ioni di ferro (Fe IX) a temperature intorno ai 600.000 K. Le immagini prodotte in questa lunghezza d'onda sono colorate tipicamente in oro e rappresentano emissioni provenienti dalla zona superiore della regione di transizione e dalla corona solare (in particolare da anelli coronali e zone che non fanno parte di regioni attive né di buchi coronali: il cosiddetto Sole quieto). Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 193</b>. Le immagini registrate dallo strumento AIA a 193 Å sono colorate in marrone chiaro. Rappresentano emissioni provenienti principalmente da due ioni del ferro: Fe XII, con temperature intorno a 1.000.000 K, e Fe XXIV, con temperature sui 20.000.000 K. Il Fe XII traccia emissioni provenienti da regioni mediamente calde della corona solare, mentre il Fe XXIV si trova soltanto nel materiale caldissimo emesso durante brillamenti solari. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 193. Le immagini registrate dallo strumento AIA a 193 Å sono colorate in marrone chiaro. Rappresentano emissioni provenienti principalmente da due ioni del ferro: Fe XII, con temperature intorno a 1.000.000 K, e Fe XXIV, con temperature sui 20.000.000 K. Il Fe XII traccia emissioni provenienti da regioni mediamente calde della corona solare, mentre il Fe XXIV si trova soltanto nel materiale caldissimo emesso durante brillamenti solari. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 211</b>. Le emissioni registrate dallo strumento AIA a 211 Å sono colorate artificialmente in viola e provengono da ioni di ferro (Fe XIV) alla temperatura di circa 2.000.000 K. Tali emissioni sono prodotte da regioni magneticamente attive della corona solare. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 211. Le emissioni registrate dallo strumento AIA a 211 Å sono colorate artificialmente in viola e provengono da ioni di ferro (Fe XIV) alla temperatura di circa 2.000.000 K. Tali emissioni sono prodotte da regioni magneticamente attive della corona solare. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 335</b>. Le emissioni registrate dallo strumento AIA a 335 Å sono colorate artificialmente in blu e provengono da ioni di ferro (Fe XVI) alla temperatura di circa 2.500.000 K. Tali emissioni sono prodotte anch'esse da regioni magneticamente attive della corona solare, però più calde di quelle riprese dalle immagini filtrate a 211 Å. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 335. Le emissioni registrate dallo strumento AIA a 335 Å sono colorate artificialmente in blu e provengono da ioni di ferro (Fe XVI) alla temperatura di circa 2.500.000 K. Tali emissioni sono prodotte anch'esse da regioni magneticamente attive della corona solare, però più calde di quelle riprese dalle immagini filtrate a 211 Å. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 094</b>. Le emissioni registrate dallo strumento AIA nell'ultravioletto estremo a 94 Å sono colorate artificialmente in verde e provengono principalmente da ioni di ferro (Fe XVIII) alla temperatura di circa 6.000.000 K. Tali temperature si raggiungono solo in regioni della corona solare interessate da brillamenti. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 094. Le emissioni registrate dallo strumento AIA nell'ultravioletto estremo a 94 Å sono colorate artificialmente in verde e provengono principalmente da ioni di ferro (Fe XVIII) alla temperatura di circa 6.000.000 K. Tali temperature si raggiungono solo in regioni della corona solare interessate da brillamenti. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

<b>AIA 131</b>. Le emissioni registrate a 131 Å, colorate artificialmente in verde acquamarina, provengono da tre diversi ioni del ferro (Fe VIII, Fe XX e Fe XXIII). Gli ultimi due tracciano emissioni provenienti da materiali emessi tipicamente nel corso di brillamenti solari, con temperature comprese tra 10 e 16 milioni di K. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

AIA 131. Le emissioni registrate a 131 Å, colorate artificialmente in verde acquamarina, provengono da tre diversi ioni del ferro (Fe VIII, Fe XX e Fe XXIII). Gli ultimi due tracciano emissioni provenienti da materiali emessi tipicamente nel corso di brillamenti solari, con temperature comprese tra 10 e 16 milioni di K. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

Un quadro sinottico dei tredici diversi tipi di immagini prodotte dall'osservatorio spaziale SDO. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

Un quadro sinottico dei tredici diversi tipi di immagini prodotte dall'osservatorio spaziale SDO. Cortesia: NASA / SDO / GSFC

Riferimenti

Tag: articoli, Sole, SDO, gallerie, fotosfera, cromosfera, corona solare

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