Il Sole non è soltanto la stella che garantisce la vita sulla Terra; è anche una gigantesca centrale nucleare instabile, capace di "starnutire" in pochi secondi un'energia pari a miliardi di bombe atomiche. Si chiamano brillamenti (o flare), esplosioni che, se dirette verso di noi, possono mandare in tilt satelliti, GPS e comunicazioni radio. Fino a ieri, per prevederli, ci si affidava a complessi calcoli probabilistici o all'intelligenza artificiale. Oggi, grazie a un'intuizione tutta italiana, sappiamo che questi fenomeni lanciano un segnale preciso prima di scatenarsi. E noi abbiamo imparato ad ascoltarlo.
La scoperta arriva dal progetto SunDish dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), che ha trasformato due giganti della nostra tecnologia – il Sardinia Radio Telescope di San Basilio (Cagliari) e il radiotelescopio "Grueff" di Medicina (Bologna) – in sentinelle spaziali. Lo studio, pubblicato su Scientific Reports, dimostra che osservando il Sole alle alte frequenze radio è possibile prevedere un brillamento con un anticipo fino a 30 ore e con un tasso di successo dell'89%.
Il cuore della scoperta risiede in un dettaglio tecnico che diventa fondamentale: l'anomalia spettrale. In condizioni normali, lo spettro radio del Sole appare "ripido". Quando però nelle regioni attive della stella (la cromosfera) stanno per emergere intensi campi magnetici, questo grafico si appiattisce. È il cosiddetto "flattening spettrale". Non è un semplice cambio di stato, ma un vero e proprio preavviso di tempesta.
Eppure, puntare quei telescopi verso il Sole non era scontato. Anzi, era considerato un azzardo tecnico.
«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».
Il risultato è un metodo fisico, diretto, che supera la pura statistica.
«Questo approccio semplice e fisico – evidenzia Alberto Pellizzoni, ricercatore INAF e coordinatore del progetto – rappresenta un’importante integrazione rispetto ai complessi sistemi di previsione basati su modelli statistici o di machine learning, offrendo un nuovo indicatore diretto dei processi magnetici che anticipano le eruzioni. L’inclusione di ulteriori parametri, come la misura della brillanza della regione attiva e le informazioni magnetiche associate, potrebbe portare la precisione fino al 97%, aprendo prospettive concrete per l’integrazione di questa metodologia nei futuri sistemi operativi di meteorologia spaziale (space weather). Di certo l’INAF può già essere considerato come uno dei principali innovatori in questo campo a livello mondiale».
L'utilità pratica è evidente. Viviamo in una società tecnologica che dipende dallo spazio. Sapere in anticipo che il Sole sta per colpire permette di mettere in sicurezza le reti elettriche e i satelliti. Anche perché spesso al brillamento (che è luce e radiazioni) segue l'espulsione di massa coronale (CME), ovvero una bolla di plasma che viaggia più lenta ma fa più danni fisici, scatenando tempeste geomagnetiche.
«I brillamenti solari – sottolinea Sara Mulas, astrofisica dell’INAF che ha coordinato lo studio – 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: derivano dall’interazione tra il plasma solare emesso durante una CME, il campo magnetico e l’atmosfera terrestre. Come abbiamo potuto vedere negli ultimi anni, le tempeste più forti possono produrre aurore osservabili anche dalle nostre latitudini».
Il lavoro non finisce qui. Il prossimo passo è il progetto "Solaris", per garantire un monitoraggio continuo che i radiotelescopi, impegnati anche in altre ricerche, oggi non possono assicurare h24.
«Nella pratica non tutti i brillamenti, anche quelli più intensi, sono accompagnati da una CME per cui cercheremo di raffinare il metodo per poter prevedere anche le espulsioni coronali», conclude Mulas. «Inoltre, i nostri radiotelescopi possono dedicare solo una frazione del loro tempo alle osservazioni solari; stiamo quindi elaborando metodi osservativi che assicurino la continuità della raccolta dei dati. Questo sarà, anzi, lo scopo di un altro progetto che rappresenta la naturale prosecuzione di SunDish, ovvero Solaris».