Tra i principali enigmi irrisolti riguardanti il sole, tre si distinguono particolarmente, e sono al centro degli obiettivi scientifici di molti progetti attuali e futuri per l’osservazione solare sia terrestre che spaziale.
Il primo problema riguarda il riscaldamento della corona solare. La temperatura dell’atmosfera esterna del sole, nota come corona, è di circa 1 milione di gradi Celsius, significativamente superiore rispetto ai 5.500 gradi Celsius della superficie solare o fotosfera. Questo fenomeno appare controintuitivo poiché ci si aspetterebbe una diminuzione della temperatura allontanandosi dalla fonte di calore principale. In fisica la temperatura è definita come la quantità di energia posseduta dagli atomi che compongono una sostanza; quindi nella corona solare gli atomi sono meno densi ma possiedono più energia rispetto alla superficie più densa ma meno energetica del sole. Tuttavia, il meccanismo esatto attraverso cui l’energia viene trasportata dalla superficie alla corona rimane un mistero.
Il secondo grande interrogativo riguarda la dinamo interna del sole e il ciclo solare undecennale caratterizzato da variazioni nell’intensità delle attività magnetiche come macchie solari e eruzioni. Nonostante sia noto che la rotazione differenziale del sole influenzi il campo magnetico globale avvolgendolo progressivamente fino a farlo scomparire temporaneamente sotto la superficie durante i minimi solari, le dinamiche precise interne al sole che portano a questi cicli variabili non sono completamente comprese.
Il terzo enigma consiste nella previsione delle eruzioni solari e delle espulsioni di massa coronale (CME). Queste eruzioni sono cruciali per comprendere il meteo spaziale che influisce su reti energetiche terrestri, satelliti e comunicazioni radiofoniche globalmente. Attualmente le previsioni si basano su modelli probabilistici reattivi senza poter determinare con precisione quando tali eventi avverranno effettivamente.
Per affrontare questi quesiti esistono numerose missioni ed osservatori sia in orbita terrestre sia direttamente nel vicino ambiente spaziale solar-centrico: tra questi figurano l’Osservatorio Dinamico Solare della NASA e lo Solar Orbiter dell’Agenzia Spaziale Europea oltre al Telescopio Solare Nazionale Inouye per osservazioni da terra.