Per garantire la sicurezza della Stazione Spaziale Internazionale e il corretto funzionamento dei segnali satellitari, è necessario conoscere le proprietà della ionosfera, lo strato più esterno dell’atmosfera che si estende tra i 130 e i 450 km di altitudine, un mare agitato di particelle caricate elettronicamente dal Sole.

Pressata tra la Terra e lo spazio, la ionosfera reagisce all’influenza di entrambe le parti. Ma in che misura?

Studiando i dati dello Ionospheric Connection Explorer (Icon), la missione della Nasa che analizza l’interazione tra il meteo della Terra e quello dello spazio, gli scienziati hanno scoperto che gran parte delle alterazioni osservate hanno origine nella bassa atmosfera, a causa dei venti.

In uno studio pubblicato su Nature Geoscience, i ricercatori confermano la teoria della dinamo, un generatore di elettricità azionato dai venti di marea in alta atmosfera che salgono dalla Terra.

L’estremità inferiore della ionosfera, dove si verifica il fenomeno della dinamo, è sempre stata difficile da osservare, troppo alta per i palloni scientifici e troppo bassa per i satelliti. Gli strumenti di Icon, che analizzano contemporaneamente i venti e il plasma in movimento, offrono i primi dati concreti di venti che alimentano la dinamo influenzando il meteo spaziale.

Come sappiamo, i venti soffiano nella stessa direzione prima di invertirla improvvisamente a causa delle onde d’aria, chiamate maree e nate sulla superficie terrestre a causa dell’escursione termica tra il giorno e la notte. I potenti venti in alta quota generano maree che aumentano di forza mentre raggiungono la ionosfera che, lontana dalla superficie terrestre è più sottile e priva di turbolenze che possano interrompere questi spostamenti. A contatto con il plasma solare i venti attivano la dinamo creando campi elettromagnetici in movimento. Gli scienziati hanno tracciato così uno schema di come si muove la ionosfera: una struttura ondulatoria che corrisponde alla danza del plasma. Secondo il modo in cui soffia il vento, il gas ionizzato viene proiettato nello spazio o precipita verso la Terra. Questo comportamento deriva dal braccio di ferro tra la ionosfera e i campi elettromagnetici della Terra.

«Il primo anno di Icon nello spazio ha dimostrato che la previsione di questi venti è la chiave per migliorare la nostra capacità di anticipare ciò che succede nella ionosfera», ha affermato Thomas Immel, ricercatore principale di Icon e primo autore dello studio.

Lanciato nel 2019, le prime osservazioni di Icon hanno coinciso con il periodo minimo di attività solare. I notevoli cambiamenti nella ionosfera che si sono verificati in coincidenza con la variabilità dal basso, hanno confermato ai ricercatori che il Sole non è il principale artefice del meteo spaziale. Ora che il ciclo del Sole si avvia verso la massima attività, gli scienziati potranno studiare interazioni più complesse tra lo spazio e l’atmosfera terrestre.

 

Immagine in apertura: Forti venti che alimentano i campi elettrici nell’alta atmosfera, rilevati da Icon. Crediti: Nasa