Corona Holes e struttura monopolare del Sole durante il Minimo di Maunder (SPIEGAZIONI IN FONDO)

Nel post passato ( http://daltonsminima.wordpress.com/2009/04/14/buchi-coronali-e-ciclo-solare-ce-qualcosa-di-molto-strano-proprio-come-durante-il-minimo-di-maunder) abbiamo affrontato l’argomento corona holes subequatoriali (CHs), abbiamo visto come queste manifestazioni del campo magnetico globale della nostra stella (GMF) possano ben correlarsi con il ciclo solare, in questa seconda parte analizzeremo la situazione del GMF, e quindi delle CHs, solare esistente durante il Maunder’s Minimum e le confronteremo con la situazione attuale trovando analogie e differenze.
Durante il minimo solare il campo magnetico globale (GMF) della stella vive in una condizione di bipolo magnetico in cui i poli magnetici coincidono topologicamente con i poli geografici; questa situazione di profonda quiete presenta il cosiddetto “omega-effect” del campo magnetico (Fig. 1, Parte alta): in questa situazione il campo magnetico dell’astro si estende da polo a polo disegnando una figura che ricorda la lettera greca “omega” appunto. In questa situazione il dominio della cosiddetta eliosfera, ossia la zona in cui si è immersi nel campo magnetico del Sole è massimo ma per contro molto debole. Durante il masimo invece le linee di campo magnetico “twistano” dando luogo al cosiddetto “alfa-effect”, sempre perchè ricordano la lettera greca “alfa” (Fig.1, Parte bassa) focalizzando dando luogo a campi magnetici molto intensi localizzati in una piccola superficie (si fa per dire visto le notevoli dimensioni comunque in gioco) generando il fenomeno delle sunspot.

FIG.1

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Questa è la dinamo solare e il filmato “http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/dynamo/dynamo.mov
lo fa capire molto bene.

Un’altra doverosa premessa sta nella lunghezza di un ciclo solare, il ciclo di Schwabe di 11 anni rappresenta in realtà un semiciclo, il “vero” ciclo solare è in verità composto da coppie di cicli e si definisce come il tempo che occorre affinchè un polo magnetico assuma polarità invertita (Sun Polar Flip) per poi ritornare alla medesima polarità. Un ciclo completo di GMF è dunque composto da due cicli di Schwabe. Generalmente il “Sun’s polars Flip” (Ref: “http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast15feb_1.htm“) avviene in coincidenza del massimo del ciclo solare undecennale (di Schwabe), è uno dei punti più delicati del ciclo stesso in quanto il GMF nell’approcciarlo passa da una situazione di dipolo (minimo) a quadrupolo (a poco più di un anno dal massimo) e poi octapolo, il GMF quindi si disgrega definitivamente, uno dei due poli magnetici inverte il segno. Siamo ora nel momento più delicato, la stella ha i due poli geografici con il medesimo segno, entro alcuni mesi l’astro deve necessariamente invertire la polarità dell’altro polo altrimenti il GMF assume una struttura profondamente sbilanciata:

FIG.2

getactacmentIn questa situazione sia l’omega-effect, responsabile dell’interazione elettromagnetica interplanetaria e quindi dell’estensione e della forza dell’eliosfera, sia l’alfa-effect dal quale dipendono le sunspot come durata, grandezza e magnitudo, risultano assai indeboliti: “great minimum arrive”; affermano gli autori.
Fu proprio una situazione come questa, nella quale la stella presenta i poli geografici con il medesimo segno magnetico, che caratterizzò l’intero Maunder’s Minimum; è infatti una situazione del GMF che una volta instaurata risulta essere molto stabile e diventa la caratteristica di molti cicli a venire.
Il motivo fisico alla base di questo fenomeno è che il campo elettromagnetico della stella è una grandezza costante (almeno entro certi limiti temporali), splittando il campo elettromagnetico in più subunità si ottengono interazioni elettromagnetiche più deboli di quelle ottenibili se ci fossero solo 2 zone distinte a polarità opposta.
Nel POST precedente abbiamo parlato delle due grandi CHs transequatoriali a polarità opposta, in particolare la CH366 (Polarità Nord) in data 7-8 Aprile è scesa molto di latitudine fino ad arrivare molto vicino alla CHs del Polo Sud, questo significa che due sistemi a polarità opposta si sono molto avvicinati, le linee del campo magnetico che si dipartono da questa CH si congiungono con il vicino polo Sud del Sole “lanciando” le particelle del vento solare alla ragguardevole velocità di 560 Km/s, la struttura quadrupolare della Stella sembra consolidata;

FIG.3

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Il passo successivo potrebbe essere un’ulteriore split delle CHs che dia origine ad un ottapolo seguito poi dall’inversione di segno di uno dei due poli geografici del Sole che è previsto per il 2012.
Ricapitolando brevemente il GMF della stella che nella situazione di minimo è ben piantato sui poli ed è alla base del cosiddetto “omega effect”, tende da prima a splittarsi per generare un quadrupolo (situazione attuale), l’ulteriore split genera un octapolo e via così.
La rotazione dell’astro tende a “spalmare” le zone magneticamente omogenee in fotosfera generando un sistema del tipo descritto in Fig-2.
A questo punto occorre fare un inciso, gli autori del lavoro che stiamo commentando affermano che al fine di avere una inversione di polarità senza intoppi occorre che il numero di Wolf relativo alle sunspot per ogni emisfero sia almeno di 20 in corrispondenza del “Sun-Polar-Flip”, maggiore di 40 in totale. Per meglio intenderci pensiamo di dividere il Sole in due distinti emisferi e calcolare l’SSN per ogni emisfero ottenedo un valore N(nord) per l’emisfero nord e N(sud) per l’emisfero sud, in corrispondenza del PolarFlip occorre che N(nord) > 20 e N(Sud) > 20 con condizione NECESSARIA N(tot) = N(Nord)+N(Sud) > 40, se così non fosse il polo con numero di SSN più basso non invertirà la polarità e la stella verrebbe a trovarsi in un “Deep Minimum” paragonabile in tutto e per tutto al Minimo di Maunder.
Volendo valutare l’attuale situazione della nostra stella alla luce di queste nuove conoscenze possiamo affermare che l’attuale minimo solare presenta aspetti molto interessanti scientificamente parlando:

di tutte le spot ciclo 24 formatesi fino ad oggi hanno visto l’emisfero Nord fare la parte del leone, mentre l’emisfero Sud ha generato ben poche SunSpot ciclo 24.
L’Ap index e il Kp index, indici che sono correlati con il GMF dell’astro, sono da molto tempo fissi su valori molto bassi classificati QUIET.
Le sunspot restano molto poche e fanno molta fatica oltre che a emergere (focalizzare) a perdurare nel tempo.
Questo ciclo solare ha fin dalla sua nascita presentato alcune “strane peculiarità” per quello che concerne l’assetto e la polarità delle manifestazioni elettromagnetiche:
fonte : “http://www.spaceweather.com/archive.php?view=1&day=11&month=01&year=2008
Occorrerà monitorare con attenzione i prossimi mesi per avere conferme o smentite sulla ormai reale possibilità di vedere il Sole in un Deep Solar Minimum assimilabile al Minimo di Maunder.

Fonte:”Monopolar structure of the Sun in between polar reversals
and in Maunder Minimum” D.K. Callebaut et al.; Advances in Space Research, 40, (2007), 1917–1920.
Per chi volesse saperne di più sulla fisica solare può visitare:
http://solarscience.msfc.nasa.gov/index.html

ALESSANDRO

Il punto di simon: cerchiamo di capire un pò di più:

Allora ragazzi, l’articolo è tosto, ma ora cercherò di fare un riassunto concettuale.

Innanzitutto cos’è il polar flip? Bene, esso è il momento che avviene durante il picco del massimo di ogni ciclo solare in cui i poli magnetici del sole (nord e sud) si spostano verso l’altro polo.Nel caso attuale, il magnetismo del polo nord si sta spostando verso il polo sud, e ciò lo capiamo infatti dai buchi coronali transequatoriali che dall’emisfero nord del sole si stanno spostando appunto verso quello sud! Ciò di solito, come scritto anche nel precedente articolo di alessandro dei buchi coronali, è normale quando siamo nel polar-flip, cioè nel picco del massimo di attività solare! Non di certo ora che in teoria siamo nel bel mezzo di questo minimo eccezionale!

Che succede allora? stiamo forse già attraversando il picco massimod el ciclo 24 e le macchie di polarità invertita che noi attribuiamo al ciclo 23 sono in realtà già le prime macchie del prossimo ciclo, ovvero del 25?

Il campo magnetico solare attuale quindi, non è più in una condizione di dipolo mgnetico come durante un normale minimo, ma di quadrupolo (vicino al massimo), la successiva tappa è la formazione di un octapolo ed infine il cambio di polarità.

Ma tale situazione è la più delicata, il campo magnetico deve invertire ora la rotta cioè cambiare di poalrità, altrimenti si andrebbe incontro inevitabilemnte in un superminimo! Per intenderci questa è la stessa situazione che molto probabilmete si ebbe nel minimo di maunder, in cui il campo magnetico solare si trovò per lunghissimo tempo in una situazione di campo magnetico bloccato, in cui quindi il sole nn riusciva ad invertire la polarità del campo magnetico, nn risucendo quindi a generare le macchie!

Affinchè avvenga un cambio di polarità senza intoppi, occorre che durante il polar-flip le macchie solari del ciclo 24 abbiano per ciasun polo solare un SSN di almeno 20 per polo (nord e sud), alttrimenti la situazione è destinata a virare inesorabilmente verso un superminimo stile maunder o sporer!

Secondo voi questo sta accadendo?

Direi proprio di no, visto e considerato l’esigua presenza delle macchie del ciclo 24 ed anzi la maggiore presenza di quelle del ciclo 23!

Questo è il succo dell’articolo, spero di avervelo facilitato!

Simon

PS. ALE FAMMI SAPERE SE HO SCRITTO PANZANATE, E MI RACCOMANDO CERCA DI RISPONDERE ALLE DOMANDE DEI LETTORI!

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29 pensieri su “Corona Holes e struttura monopolare del Sole durante il Minimo di Maunder (SPIEGAZIONI IN FONDO)

  1. articolo splendido un saluto a tutti…ps. quello che non capisco e come la maggioraza del mondo scientifico continui a escludere del tutto o quasi il sole dal cmbiamento climatico del 20 secolo…….incredibile…..

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  2. Intervengo principalmente per fare i complimenti ad Alessandro per aver proposto un articolo eccellente.
    Una nota di merito anche per il Sig. Adriano Cutrufo, ottimo anche il suo intervento.
    Lo scrissi già nel mio articolo del 12 Marzo scorso ( http://daltonsminima.wordpress.com/2009/03/12/la-nasa-ed-il-dr-hathaway-ci-nascondono-qualcosa-sullanomalo-minimo-solare-in-corso/#comments ), nel quale posi l’attenzione proprio sulle velocità dei due rami (Uno presente nell’emisfro NORD del sole, l’altro in quello SUD) del nastro trasportatore interno al sole e sulla loro correlazione con i movimenti di deriva delle macchi solari, che data la quasi totale quiete solare degli ultimi mesi, il minimo in corso avrà ancora molta strada da percorrere.
    I contenuti dell’ eccellente articolo propostoci da Alessandro, aggiungono altri importanti dettagli che avvalorano le precedenti ipotesi.
    Non ci resta che attendere, i prossimi mesi, saranno di estrema importanza per ceracre di capirne ancora di più, intanto, senza assumere posizioni da tifosi estremisti, nè in un senso (Minimo Solare Prolungato), nè ovviamente nell’altro, riteniamoci dei fortunati osservatori di un fenomeno di portata secolare e di cui si era sempre discusso sulla base di ricostruzioni teoriche, ora lo staimo vivendo in tempo reale.
    Ricordate sempre che alla base di tutto ci dovrebbe sempre essere umiltà, costruttività nel confrontarsi, correttezza ed onestà intellettuale.

    Antonio Marino

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  3. per Ale

    Quindi ci sono raffronti anche con cicli di millenni di anni fa, questo volevo sapere Grazie Mille.
    Per cui alla seconda domanda ti è impossibile rispondere, perchè cmq i cicli di studio sono molto pochi giusto?

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  4. P.s.
    Questo minimo particolare porterà molti altri dati in nostro possesso, ottima cosa per i cicli futuri!!

    AH dimenticavo, COMPLIMENTI PER L’OTTIMO ARTICOLO!!

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  5. Per Titanus:

    Quello che si sa è che ci sono cicli più lunghi, si conoscono bene le correlazioni tra SunSpot e cicli climatici (Minimo di Maunder ad Es.), si è quasi certi che la nostra stella sia influenzata da “condizioni al contorno” che ne alterano l’attività, gli astrofisici tra le 2 teorie principali che sono:
    1) Risonanze orbitali dei pianeti del Sistema Solare;
    2) Posizione del Sistema Solare nella Via Lattea;
    propendono principalmente per la prima!!!
    Se Simon sarà daccordo potremo parlare di queste risonanze orbitali dei 3 principali supergiganti gassosi (Giove, Saturno e Urano) visto che le ho già calcolate per :
    -Maunder’s Minimum
    -1913
    -2010
    E ciò che ne è emerso è MOOOLTO interessante!!! Ne parlerò con Simon e poi, se è il caso divulgheremo!!!
    ALE

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  6. Ale, ovviamente mi unisco anch’io ai complimenti per l’articolo, se te li ho fatti solo ora era perchè erano più che scontati!

    Mamma mia sei un pozzo di scienza!

    Certo che sn interessato alla tua nuova ricerca, e come penso tutti gl altri…

    colgo l’occasione pe dirti che oggi msn mi è saltato, alle volte succede, domani in teroia nn dovrebbero esserci più problemi, quindi se per caso o te o qualcun altro mi ha mandato e-mail, nn ho risposto per sto motivo!

    Se entro domani pomeriggio nn si slocca, lancerò un comunicato ufficiale nel blog per informare tutti i collaboratori!

    Avanti così!

    Simon

      (Quote)  (Reply)

  7. Ale molto interessante questo lavoro che stai portando avanti, vedere coem reagiscono anche gli altri pianeti, è un ottimo modo per capire anche il nostro.
    Li aspetto con ansia Ale!!

      (Quote)  (Reply)

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