Scoperta sperimentale: i campi magnetici possono fermare le tempeste stellari

Un team internazionale di ricercatori ha ottenuto in laboratorio la prima prova sperimentale del fatto che i forti campi magnetici che circondano stelle attive possono sopprimere completamente le espulsioni coronali di massa, un fenomeno noto come Cme. L’esperimento, condotto con un laser ad alta energia, ha permesso di riprodurre in modo fedele, seppur in scala ridotta, le condizioni astrofisiche che si verificano attorno a una stella. Il risultato, pubblicato su Physical Review Letters, ha aperto nuove prospettive per comprendere perché le Cme siano così rare attorno a stelle diverse dal Sole e ha implicazioni significative per la ricerca di mondi abitabili.

Un fenomeno raro ma cruciale

Le espulsioni coronali di massa, o Cme, sono un fenomeno ben noto nel Sistema solare: enormi bolle di plasma magnetizzato che partono dal Sole e attraversano lo spazio interplanetario. Quando si avvicinano all’atmosfera terrestre, possono scatenare tempeste geomagnetiche in grado di causare problemi ai satelliti o di interferire con le comunicazioni radio e le apparecchiature elettroniche. Meno bene si conosce il motivo per cui questo fenomeno, così comune attorno al Sole, pare essere assai più raro attorno alle altre stelle. Una possibile spiegazione è che i campi magnetici attorno alle stelle magneticamente più attive possano essere così forti da bloccare l’espulsione sul nascere, prima che riesca a lasciare la stella stessa. Questa ipotesi, per la prima volta confermata sperimentalmente, è stata testata in un laboratorio presso l’École Polytechnique in Francia, dove i ricercatori hanno utilizzato un laser per generare flussi di plasma in grado di simulare le Cme stellari.

Un passaggio brusco e sorprendente

«Quando, aumentando l’intensità del campo magnetico, abbiamo osservato il cambiamento nel comportamento del plasma in propagazione, è stata una vera sorpresa», ricorda Julien Fuchs, uno degli autori dello studio. L’esperimento ha mostrato come, al crescere della forza dei campi magnetici, il flusso di plasma si frammentasse, diventando dapprima instabile e infine arrestandosi del tutto. Il passaggio da un regime all’altro è risultato brusco e inaspettato, confermando l’efficacia del meccanismo fisico che si verifica in natura.

La ricerca ha anche rivelato che il meccanismo responsabile dell’interruzione delle espulsioni è un’instabilità di tipo “kink”, o instabilità “a piega”, che si osserva nel flusso di plasma quando il campo magnetico esterno è sufficientemente forte da provocarne la curvatura e persino a farlo tornare indietro. Questo potrebbe spiegare perché le Cme siano così rare nelle altre stelle: sebbene le stelle attive producano brillamenti intensi, queste espulsioni potrebbero non riuscire a sfuggire alla stella, rimanendo intrappolate dal campo magnetico su larga scala che la circonda.

Implicazioni per la ricerca di mondi abitabili

Il risultato ha implicazioni importanti anche per la ricerca di esopianeti potenzialmente abitabili. Le Cme possono infatti arrivare a spazzar via le atmosfere planetarie o a modificarne la composizione chimica, influenzando così l’abitabilità a lungo termine dei mondi alieni che le subiscono. Dunque è possibile che alcuni esopianeti per i quali si riteneva che l’ambiente spaziale fosse troppo ostile per consentire lo sviluppo di forme di vita siano in realtà – complici i campi magnetici attorno alla propria stella e la loro capacità di sopprimere le Cme – in grado di conservare le atmosfere per miliardi di anni.

Questo studio, condotto da un team guidato da Sophia Chen dei Light Stream Labs e dell’Istituto nazionale di fisica e ingegneria nucleare di Bucarest, ha combinato simulazioni astrofisiche e modelli magnetoidrodinamici con i risultati di esperimenti condotti in laboratorio con laser ad alta energia. L’obiettivo era riprodurre fedelmente le condizioni astrofisiche che si presentano attorno a una stella, permettendo di osservare il comportamento del plasma in modo controllato e verificabile.