Un importante passo avanti nella ricerca spaziale quello di prevedere con elevata precisione i brillamenti solari, attraverso l'analisi delle onde radio ad alta frequenza del sole tramite i radiotelescopi dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf). Uno studio recentemente pubblicato su Scientific Reports ha rivelato che anomalie spettrali osservate nelle regioni attive del Sole possono fungere da segnali predittivi affidabili per questi eventi esplosivi di energia.

I brillamenti solari sono fenomeni di grande potenza, equiparabili a enormi esplosioni atomiche, che possono provocare disturbi alle comunicazioni e ai dispositivi tecnologici sulla Terra se diretti verso il nostro pianeta. Fino ad ora, la previsione di tali eventi si basava principalmente su complessi algoritmi di intelligenza artificiale e dati provenienti da missioni spaziali.

Un nuovo studio condotto in Italia ha dimostrato che osservazioni dettagliate delle onde radio del Sole possono offrire un anticipo significativo nella previsione dei brillamenti solari. Coordinato dall'astrofisica Sara Mulas dell'Inaf di Cagliari, lo studio ha analizzato 450 mappe solari tra il 2018 e il 2023, ottenute tramite radiotelescopi operanti nella banda K (18-26 GHz). Queste osservazioni hanno fornito preziosi dati sulla cromosfera solare, consentendo un monitoraggio accurato dell'attività solare.

Il progetto SunDish, ideato e gestito dal ricercatore Alberto Pellizzoni dell'Inaf, si pone l'obiettivo di studiare il Sole utilizzando frequenze radio elevate, con radiotelescopi appositamente adattati come il Grueff Radio Telescope a Medicina (Bologna) e il Sardinia Radio Telescope a San Basilio (Cagliari). Grazie a queste osservazioni, è possibile migliorare la comprensione e la previsione dei brillamenti solari, riducendo così potenziali rischi per le tecnologie spaziali e le comunicazioni terrestri.

“Fino all'avvio di SunDish . spiega Simona Righini, tecnologa dell'Inaf e coautrice dello studio - puntare l'antenna anche solo a poca distanza dal sole era proibito: si temeva che la radiazione e la concentrazione del calore danneggiassero i ricevitori. Insieme agli ingegneri, abbiamo effettuato test e dimostrato che, grazie all'impiego di opportuni attenuatori, il segnale del sole si poteva maneggiare senza problemi. Inoltre non si verificavano surriscaldamenti. Nel tempo abbiamo sviluppato e affinato le tecniche di osservazione solare con queste grandi antenne, in precedenza impensabili, e stiamo lavorando a innovazioni che riguardano anche l'antenna Inaf di Noto, in Sicilia".    Lo spettro radio del Sole, in condizioni di quiete, appare piuttosto ripido, poiché è dominato dalle emissioni termiche. Quando la ripidità diminuisce bruscamente, a favore di un andamento più piatto, omogeneo e regolare, si manifesta ciò che in gergo si chiama "flattening spettrale" ed è dovuto all'emersione di intensi campi magnetici nella cromosfera solare.

"Fino a oggi, questo fenomeno era stato associato a un generico cambiamento di stato delle regioni attive, ma lo studio condotto da Mulas ha dimostrato che, in realtà, il flattening è il precursore di brillamenti successivi. Si è infatti visto che gli appiattimenti dello spettro si sono verificati fino a 30 ore prima dell'effettiva comparsa dei brillamenti, in ben l'89% dei casi, mentre solo l'11% degli eventi intensi non è preceduto da variazioni spettrali. "Questo approccio semplice e fisico - evidenzia Pellizzoni - rappresenta un'importante integrazione rispetto ai complessi sistemi di previsione basati su modelli statistici o di machine learning".    

"I brillamenti solari - sottolinea Mulas - possono innescare o, comunque, precedere, in una percentuale media del 50/60% dei casi, che cresce con l'intensità del brillamento stesso, ulteriori fenomeni noti come espulsioni di massa coronale (Cme). Si tratta di vere e proprie esplosioni di plasma solare che si propagano attraverso lo spazio interplanetario e possono talvolta raggiungere la Terra, ma, contrariamente ai brillamenti, dopo molte ore o giorni dalla loro espulsione, causando tempeste geomagnetiche, ancora più pericolose per le nostre reti tecnologiche. Le aurore polari rappresentano una manifestazione visibile di questo processo".