Le stelle come il Sole sono sfere enormi di gas caldissimo in costante movimento, e proprio questa natura fluida rende la loro rotazione interna un fenomeno molto più complesso di quanto si potrebbe pensare. Non ruotano come un blocco rigido: diverse zone possono girare a velocità differenti, e capire come funziona questo meccanismo è una delle sfide più affascinanti della fisica solare.
Dal 1980 circa, la comunità scientifica dava per assodato un certo modello. L’idea era che la rotazione interna del Sole e delle stelle simili avrebbe subìto un rallentamento progressivo nel corso del tempo, fino a invertire completamente il proprio schema rotazionale. Questo significava che le regioni equatoriali, che oggi ruotano più velocemente dei poli, a un certo punto avrebbero dovuto rallentare fino al punto da farsi superare. Una sorta di ribaltamento del profilo di rotazione. Sembrava una cosa ragionevole, e per decenni nessuno l’ha messa seriamente in discussione.
Cosa ha scoperto la simulazione con il supercomputer Fugaku
Ora però arriva una nuova simulazione che cambia le carte in tavola. Il lavoro è stato realizzato sfruttando la potenza del supercomputer giapponese Fugaku, una delle macchine di calcolo più potenti al mondo. E il risultato è piuttosto netto: il Sole ruota oggi esattamente come ha probabilmente sempre fatto. Nessuna inversione, nessun ribaltamento dello schema.
La simulazione ha permesso di modellare con un livello di dettaglio senza precedenti i flussi interni di plasma solare, riproducendo le dinamiche convettive che governano il trasporto di calore e di momento angolare all’interno della stella. Quello che emerge è che il profilo di rotazione differenziale del Sole, con l’equatore che gira più rapidamente rispetto ai poli, risulta stabile nel tempo. Non mostra alcuna tendenza naturale a invertirsi.
Questo è un punto fondamentale, perché il modello precedente non si basava su osservazioni dirette dell’inversione, ma su simulazioni meno raffinate che prevedevano quel comportamento come inevitabile. Con la potenza di calcolo di Fugaku, i ricercatori sono riusciti a risolvere scale fisiche molto più piccole e a ottenere risultati che si avvicinano molto di più a ciò che viene effettivamente osservato tramite l’eliosismologia, la tecnica che studia le oscillazioni della superficie solare per dedurre cosa succede all’interno.
Perché questa scoperta è così rilevante per la fisica stellare
Il fatto che la rotazione interna del Sole sia rimasta sostanzialmente invariata nel tempo ha implicazioni importanti. Il campo magnetico solare, responsabile delle macchie solari, dei brillamenti e dell’intero ciclo di attività solare di circa undici anni, è generato proprio dall’interazione tra rotazione differenziale e moti convettivi. Se lo schema rotazionale fosse cambiato nel corso di miliardi di anni, anche il comportamento magnetico del Sole avrebbe dovuto essere radicalmente diverso nelle epoche passate.
Con questa nuova simulazione, il quadro diventa più coerente. Il Sole sembra aver mantenuto un equilibrio dinamico nella sua rotazione, il che aiuta a spiegare perché il ciclo magnetico appare relativamente regolare su scale temporali molto lunghe. Il supercomputer Fugaku ha impiegato risorse computazionali enormi per arrivare a questo risultato, confermando ancora una volta quanto le simulazioni ad alta risoluzione possano ribaltare convinzioni consolidate da decenni nella comunità astrofisica.