In luce visibile – cioè la luce che filtra attraverso l’atmosfera terrestre e a cui sono sensibili i nostri occhi – dallo spazio la corona solare si può osservare fino a decine di raggi solari dal lembo del Sole. Attraverso questa luce possiamo coglierne la forma e tracciare l’evoluzione delle sue strutture che sono modellate dal campo magnetico. Sporadicamente ne possiamo osservare i violenti transienti e le gigantesche eruzioni la cui frequenza è legata al livello di attività solare.

Da due decenni, grazie all’introduzione di nuove tecniche di spettroscopia ultravioletta, siamo anche finalmente in grado di osservare la nascita e l’accelerazione del vento solare che è il risultato dell’espansione della corona. Infatti, seguendo un’idea di Giancarlo Noci, dell’Università di Firenze, negli anni novanta è stato realizzato e lanciato un coronografo-spettrometro, l’Ultraviolet Coronagraph Spectrometer (UVCS), uno degli strumenti più innovativi del Solar Heliospheric Observatory — SOHO (ESA-NASA). UVCS ha permesso di analizzare spettroscopicamente la corona solare ultravioletta fino ai suoi strati più esterni, scoprendo le regioni in cui viene accelerato il vento solare e ha permesso di individuare quali siano i più probabili processi di deposizione di energia che sospingono il vento, differenziandolo tra vento veloce (800 chilometri al secondo) e vento lento (400 chilometri al secondo). L’osservatorio spaziale SOHO è stato lanciato nel 1995 ed è tuttora operante.

UVCS è stato realizzato grazie alla collaborazione tra la comunità solare italiana (nucleo trainante: Università di Firenze, di Padova e di Torino) e l’ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA, ed è stato finanziato dalla NASA e dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI).

La solida eredità di competenze e conoscenza maturata nella realizzazione di UVCS è alla base dell’ideazione di Metis, che sarà il primo coronografo spaziale multi-banda. Cioè Metis sarà capace di ottenere immagini coronali simultanee sia in luce visibile sia in luce ultravioletta, ed in particolare nelle riga della Lyman α, emessa dagli atomi di idrogeno. Questa riga spettrale, la più intensa della corona esterna, è estremamente importante perché permette di usare le tecniche diagnostiche sviluppate da G. Noci, e nel tempo affinate dal team di UVCS per la misura della velocità del vento solare.

Le quattro decadi di coronografia spaziale che precedono Metis hanno portato a grandi progressi nella fisica della corona solare.

Il coronografo in luce bianca (High Altitude Observatory, HAO, US) di Skylab ha osservato per la prima volta un’eruzione coronale di massa (Coronal Mass Ejection, CME) e la sua propagazione tra 1.5 e 6.0 raggi solari dal centro del disco (1973-1974).

La ricerca sulle proprietà fisiche delle eruzioni coronali è continuata con il coronografo in luce bianca (Naval Research Laboratory, NRL, US) della missione P78-1, lanciata nel 1979, ed il coronografo (1.6-6.0 raggi solari) del HAO, a bordo della Solar Maximum Mission, lanciata nel 1980.

Le maggiori conquiste in campo coronografico avvengono dagli anni novanta ad oggi per merito dei coronografi lanciati a bordo di SOHO, nel 1995.

L’insieme dei coronografi che compongono LASCO (NRL) di SOHO hanno permesso di osservare con continuità la corona tra 2 e 30 raggi solari e di registrare senza interruzioni, dal punto Lagrangiano L1, la sua attività dal 1996. I contributi maggiori sono stati ottenuti nello studio della propagazione e dell’evoluzione delle eruzioni coronali oltre 2 raggi solari. L’alta sensibilità degli strumenti e la continuità nell’osservazione hanno permesso di registrare in modo sistematico le deboli eruzioni ad alone, che sono quelle dirette verso la Terra, per cui possono avere effetti drammatici quando si scontrano con la nostra magnetosfera. I coronografi di LASCO hanno anche contribuito alla fisica del vento solare lento studiato attraverso traccianti coronali.

Il coronografo spettrometro UVCS (NASA, ASI), precursore di Metis, ha eseguito le prime misure spettroscopiche in UV della corona esterna, riuscendo così a misurare direttamente la velocità di espansione della corona attraverso le tecniche di Doppler dimming. UVCS ha scoperto che, nelle zone coronali dove il vento solare viene accelerato, gli ioni e i protoni sono accelerati in modo differente, e che ioni e protoni fluiscono verso l’eliosfera a velocità differenti.

Allo stesso tempo ha trovato forti anisotropie nella distribuzione di velocità degli ioni dell’ossigeno in direzione perpendicolare al campo magnetico coronale, dovute ai processi di deposizione di energia in corona, e ha individuato forti anomalie nell’abbondanza degli ioni. La spettroscopia ultravioletta delle eruzioni solari ha fatto comprendere alcuni aspetti della propagazione del fronte d’urto del plasma eruttivo ed ha permesso di ricostruire la struttura di velocità e di temperatura del plasma nelle eruzioni coronali.

Un passo ulteriore nello studio delle eruzioni solari è stato possibile grazie ai coronografi SECCHI della missione STEREO, lanciata nel 2006. STEREO è costituita da due sonde che muovendosi lungo l’orbita terrestre vedono la corona da prospettive diverse, per poter ricostruire la struttura a 3 dimensioni delle eruzioni coronali e della corona. I coronografi di STEREO tramite imaging e stereoscopia, osservano la luce visibile polarizzata da 1.5 raggi solari in corona fino all’eliosfera interna.