Space Weather: una straordinaria normale pericolosa settimana di tempeste solari

Alessandro Berlingeri
3 Nov, 2021
In evidenza | News | Scienza | spazio

(30Science.com) – Roma, 3 nov. – Pericolo scampato per la tempesta geomagnetica attesa in questi giorni dopo che, lo scorso 28 ottobre, il Sole ha generato un brillamento di enorme intensità, proveniente dalla macchia solare AR2887. Poche le conseguenze per fortuna sulla Terra, come un breve blackout radio in Sud America ed aurore visibili dal Canada alla Nuova Zelanda. Ma l’allarme non è cessato del tutto. E’ già prevista per domani una nuova possibile tempesta magnetica sulla Terra dovuta ad una nuova intensa eruzione solare.

Credit: Space Weather Prediction Center.

L’evento del 28 ottobre ha prodotto un’onda di plasma capace di far vibrare l’intera superficie solare. Il fenomeno, osservato dal telescopio spaziale SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) della NASA, ha prodotto un’ondata incredibile di particelle, quella che viene chiamata Emissione di Massa Coronale (CME), che si è diretta verso la Terra a più di 1.260 km/s.

La CME attesa ha colpito il campo magnetico terrestre il 31 ottobre alle 11:00 (ora italiana). L’impatto è stato debole, ben diverso dal “grande colpo” che ci si aspettava, ed ha scatenato un altrettanto debole tempesta geomagnetica di classe G1.

Credit: Harlan Thomas.

È stato un evento di breve durata”, ha affermato il fotografo Harlan Thomas che, ad Alberta in Canada, è rimasto sveglio tutta la notte in attesa della prevista forte tempesta geomagnetica. Ha assistito ad uno spettacolo di colori, ma certamente di minore intensità rispetto a quella attesa, poco prima dell’alba sul ghiacciaio Dewitt Pond. “Le aurore erano attive e hanno combattuto il crepuscolo fino a circa 45 minuti prima che sorgesse il Sole.

È possibile che la maggior parte della CME del 28 ottobre abbia semplicemente mancato la Terra. La sorgente della CME, la macchia solare AR2887, si trovava nell’emisfero sud del Sole. Quando è esplosa 3 giorni fa, gran parte delle particelle si sono dirette a sud della linea Sole-Terra.

Credit: Minoru Yoneto.

Il bagliore è apparso a sud”, ha afferma il fotografo Peter Sayers che ha osservato il fenomeno di un’aurora rossa da Queenstown, in Nuova Zelanda. “Era forte e visibile dalle 21:00 alle 3:00 – ora locale – del mattino successivo.” Tra le aurore, le rosse sono le più delicate. Provengono dall’ossigeno atomico vicino alla parte superiore dell’atmosfera terrestre. Gli atomi di ossigeno eccitati dal vento solare emettono fotoni rossi molto lentamente. La durata radiativa della transizione è di 110 secondi, un’eternità su scala quantistica. Gli atomi devono rimanere indisturbati così a lungo per produrre la loro strana luce rossa. Per catturarli sono necessari silenzio, pazienza e cieli bui.

Il modello computazionale di space weather aveva previsto che la CME avrebbe raggiunto la Terra intorno alle ore 19:00 del 30 ottobre (ora italiana). La tempesta è però arrivata in ritardo mostrando come la CME si muovesse più lentamente rispetto a quanto preventivato dai meteorologi spaziali. Una CME in movimento più lento può assestare un colpo più mite e quindi una tempesta meno intensa. Il modello aveva previsto anche un forte aumento della velocità del vento solare (fino a 800 km/s) e un salto di 5 volte nella densità del vento solare sulla scia della CME. Tali condizioni, se si fossero verificate, avrebbero alimentato una potente tempesta magnetica attorno alla Terra, nonostante il rallentamento della CME.

L’Italia si attesta oggi in prima linea in quella ricerca di frontiera della Fisica Solare che è lo Space Weather.Il nostro pianeta è immerso nell’atmosfera del Sole. Normalmente non ci accorgiamo di questa vicinanza. Tuttavia, la nostra società tecnologica può essere fortemente influenzata dall’attività esplosiva della nostra stella, sia a Terra, ad esempio con l’esposizione delle reti elettriche alle tempeste geomagnetiche, che nello spazio, pensiamo ai satelliti o alle missioni con astronauti a bordo. Eventi esplosivi come i brillamenti solari, il vento solare o le espulsioni di massa coronale rappresentano i fenomeni più energetici del nostro Sistema Solare, per questo le università, gli enti di ricerca e la nostra agenzia spaziale sono interessati allo studio ed alla possibilità di previsione di questi fenomeni”, ha dichiarato il professor Francesco Berrilli del gruppo di Fisica Solare e Spaziale dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” e membro dell’Accademia Nazionale dei Lincei, che si occupa di space weather in Italia.

Il TSST durante la fase di test presso il laboratorio UNITOV. Credit: Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”.

Lo space weather è un settore profondamente interdisciplinare, che richiede strumenti molto diversi per poter descrivere i differenti fenomeni connessi”, ha dichiarato Luca Giovannelli, ricercatore del gruppo di Fisica Solare e Spaziale dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”. “Per prevedere le tempeste solari e seguirle lungo il loro corso verso la Terra è necessario misurare i campi magnetici presenti sul Sole, misurare densità e velocità del plasma eiettato dalla corona durante le eruzioni, misurare nello spazio vicino alla Terra l’intensità del campo magnetico e la quantità di particelle e fotoni energetici in arrivo dal Sole. L’Italia è all’avanguardia in tutti questi settori con competenze nelle università e nei centri di ricerca, riuniti nella Space Weather Italian COmmunity (SWICo), e sta sviluppando nuovi strumenti per monitorare il Sole, dalla Terra e dallo Spazio. Tor Vergata è leader della collaborazione internazionale per lo strumento The Tor Vergata Synoptic Solar Telescope (TSST), che sarà in grado di misurare i campi magnetici a diverse quote nell’atmosfera del Sole. Siamo inoltre attivi nell’emergente campo dei nanosatelliti per il monitoraggio del Sole con i recenti progetti SEE (Agenzia Spaziale Italiana – ASI) e SunCUTE (Agenzia Spaziale Europea – ESA)”, ha concluso Giovannelli che è inoltre PI del TSST e project manager di SEE.

Credit: NASA.

Domani, la storia si ripete. La macchia solare AR2887 ha eruttato di nuovo il 2 novembre (ore 02:45 ora italiana), producendo un brillamento solare di classe M1 e un’onda di plasma che si è propagata su metà del disco solare. L’USAF ha riportato emissioni radio di tipo II, che probabilmente sono provenute dal fronte d’urto di una CME che si muoveva a circa 600 km/s attraverso l’atmosfera solare. Gli analisti NOAA stanno attualmente valutando la possibilità di un colpo di striscio alla Terra da questa CME il 4 novembre. E il rischio ricomincia.

L’espulsione di massa coronale lanciata il 2 novembre 2021 dal Sole sembra a prima vista un evento relativamente normale per l’attività della nostra stella. Abbiamo però due motivi per ritenerla interessante”, ha affermato Dario Del Moro, ricercatore del gruppo di Fisica Solare e Spaziale dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”. “Il primo, puramente scientifico, è che segue approssimativamente la stessa traiettoria di un’espulsione precedente, sfruttandola quindi per aumentare la sua velocità in una sorta di effetto ‘spazzaneve’. Per questo, includendo la presenza della precedente CME, i nostri modelli prevedono che possa arrivare all’orbita della Terra, invece che nella notte tra il 4 e il 5 novembre, nella mattinata del 4 novembre, con circa 18 ore di anticipo e una velocità maggiore (circa 700-800 km/s, invece di 500 km/s).

Credit: Dario Del Moro, Dipartimento di Fisica Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”.

Il secondo, è che questa espulsione di massa coronale verosimilmente colpirà la Terra ed interagirà con il suo campo magnetico e la sua atmosfera esterna”, ha continuato Del Moro. “Questo provocherà possibili effetti tipici dello Space Weather, come problemi nel segnale GPS, nelle comunicazioni radio e flussi di particelle nelle zone ad alte latitudini, tipicamente associate alle aurore boreali e australi, che potranno essere visibili alcune ore dopo l’impatto, probabilmente a partire dal pomeriggio del 4 novembre“.

 

ADDENDUM DELLE ORE 10:57 del 4 Novembre 2021

È circolata in rete, fino a raggiungere il TG1, anche una foto, scattata dalla guida alpina Marco Confortola, che ritraeva il profilo di un’aurora all’alba in Italia tra le Alpi, in particolare presso la vetta del Gran Zebrù. Si tratta però probabilmente di una foto mossa e non di un’aurora, come ci hanno prontamente confermato gli esperti di Space Weather dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”. L’intensità della tempesta geomagnetica prodotta non avrebbe potuto causare aurore a latitudine così basse e i colori dell’aurora possono tendere al verde, rosso o blu e non al giallo o al bianco, come invece accade alle luci dell’alba. La linea curva, in alto nella foto, ripropone esattamente il profilo delle montagne sottostanti e le linee sinuose, simili a nuvole, ripropongono i colori dell’alba sminuendo il fenomeno probabilmente ad una semplice foto mossa. Un evento raro quello dell’aurora sulle Alpi, ma non impossibile, non questa volta però e non tra le luci dell’alba, ma solo in piena notte. (30Science.com)

Credit: Marco Confortola.

Adoravo parlare di Fantascienza con mia madre prima di dormire e tirar fuori strane teorie anziché ascoltare le favole della buonanotte. La conseguenza? Una laurea in Fisica all’Università degli Studi di Roma "Tor Vergata" con una tesi sui “Metodi per la Ricerca di Pianeti Extrasolari”. Mi dedico dal 2008 alla Divulgazione Scientifica ovunque sia possibile, nelle scuole, in grandi eventi pubblici, in musei, in grandi strutture scientifiche di Roma, radio, televisione, internet.. ovunque! Ho affiancato il tutto alle mie passioni di tutta una vita: il nuoto, la musica, il cinema ed ogni sfaccettatura nerd che si possa immaginare.
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