eliosismologìa

sf. [elio-+sismologia]. Moderna branca di fisica solare volta all'indagine dell'interno del Sole mediante rilevamento e analisi delle oscillazioni meccaniche da cui appare animata la massa della stella, e che la trattazione matematica del modello teorico prevede. Un corpo gassoso stellare va soggetto a continue instabilità interne derivanti dalle microscopiche fluttuazioni che si verificano nel regime di attività del nocciolo termico, nel valore dell'opacità in seno al mantello radiattivo, e in quello dell'espansione termica e adiabatica del mantello convettivo. Il complesso di queste piccole fluttuazioni diviene fonte di corrispondenti perturbazioni nei valori della pressione e della densità gassosa, perturbazioni che finiscono con il propagarsi nella massa dell'astro, amplificarsi e interferire come in una cavità risonante, ripercuotendosi in superficie sotto l'aspetto di sistemi ondosi di natura acustica, gravitazionale, magnetoidrodinamica. Un aspetto parziale del fenomeno fu per la prima volta messo in luce da R. B. Leighton, nel 1959, con la scoperta delle oscillazioni fotosferiche solari a 5 minuti connesse all'esistenza di “celle” di convezione negli strati subfotosferici. Peraltro, le modalità con le quali i moti ondosi si manifestano negli strati accessibili del Sole (fotosfera, cromosfera, corona) appaiono in stretta relazione con la profondità delle rispettive sorgenti, nel senso che tanto più queste sono profonde tanto maggiori risultano i periodi di oscillazione e le relative scale spaziali. Le oscillazioni a 5 m di Leighton, per esempio, sono il risultato della sovrapposizione di 5-6 sistemi ondosi, la cui velocità massima si aggira sui 1000 m/s, e in cui l'estensione di ciascuna ondulazione è dell'ordine di 30-50 mila km. Esse interessano la zona di convezione solare che si estende presumibilmente fino alla profondità di 0,7 raggi solari. Ma ci si attende che almeno 10⁷ sistemi (armoniche o modi) diversi si vengano a sovrapporre individualmente – ciascuno con proprie caratteristiche geometriche e dinamiche riflettenti le condizioni fisiche dello strato d'origine – fino a produrre oscillazioni sincrone dell'intera massa solare. Poiché il corpo del Sole è opaco alle osservazioni ottiche, ne deriva che l'esame e la discriminazione delle diverse armoniche vibratorie che si rendono percepibili negli strati gassosi trasparenti (ne sono state individuate ai periodi di 5, 37, 85, 165 minuti) consentono, in linea di principio, di dedurre informazioni circa il modello dell'interno, allo stesso modo in cui la sismologia, con l'analisi delle oscillazioni telluriche, costituisce mezzo di acquisizione per la conoscenza dell'interno della Terra. Si ritiene che le oscillazioni solari possano trasportare quantità tanto rilevanti di energia (di natura meccanica, elettrica, magnetica) da giustificare gran parte della fenomenologia che attiva la fotosfera, la cromosfera e la corona .