Vento solare e ionosfera terrestre: cosa unisce questi due soggetti? Lo potrà spiegare Incaa (Ion-Neutral Coupling during Active Aurora), una nuova missione Nasa che indagherà la loro interazione.
La missione è connessa al fenomeno dell’aurora polare, che può essere “australe” e “boreale” a seconda che avvenga rispettivamente al polo sud o al polo nord. Le aurore si verificano nell’atmosfera terrestre e sono caratterizzate da bande luminose (cosiddetti “archi aurorali”) che possono assumere varie colorazioni (tipicamente il rosso, il verde o l’azzurro).
Questo particolare evento è provocato dall’interazione di “particelle cariche” (protoni ed elettroni provenienti dai “venti solari”), con la ionosfera terrestre (vale a dire quella regione dell’atmosfera compresa tra i 100-500km di altitudine). Questo flusso di particelle originate dal Sole (sotto forma di plasma) viaggia a velocità comprese tra i 400-800 km/s.
Quando il vento solare raggiunge la Terra, impatta e interagisce con il campo magnetico terrestre (la cosiddetta “magnetosfera”); in questo modo, i protoni e gli elettroni del vento solare penetrano la magnetosfera e collidono con gli atomi neutri della ionosfera.
L’impatto innesca l’eccitazione degli elettroni di valenza degli atomi neutri della ionosfera; terminata l’eccitazione, gli elettroni degli atomi neutri ritornano al loro stato di quiete e, infine, emettono fotoni (particelle di luce) di varia lunghezza d’onda. I colori degli archi aurorali dipendono dai seguenti fattori: dai gas presenti nell’atmosfera, dal loro stato elettrico, nonché dall’energia delle particelle solari (per esempio, l’azoto causa il colore blu, mentre l’ossigeno atomico e molecolare, rispettivamente verde e rosso).
La missione Incaa, condotta dal dr. Stephen Kaeppler (professore di fisica e astronomia alla Clemson University del South Carolina, Usa), mira a comprendere meglio l’interazione tra i venti solari e la ionosfera terrestre; in particolare, come questa interazione influenzi l’energia della ionosfera.
Incaa prevede il lancio di due sounding rocket dal Poker Flat Research Range (Alaska, Usa), le cui peculiarità li rendono ideali per studiare quei fenomeni brevi e transitori come le aurore: il Black Brant (un razzo costituito da due stadi che può raggiungere circa 600 km di altitudine e trasportare carichi utili tra i 181-544 kg); il Terrier-Improved Malemute (un razzo a due stadi che può raggiungere un’altitudine di 700 km e può trasportare carichi utili fino a 226 kg).
Il lancio del Black Brant e del Terrier-Improved Malemute non avverrà contemporaneamente. Al contrario, i vettori, ciascuno dotato di una particolare suite di strumentazione scientifica, saranno lanciati in due momenti differenti in ragione delle differenti funzioni che svolgeranno; più precisamente, tra il primo e il secondo decollo intercorrerà un intervallo di tempo di circa 10 minuti.
Crediti immagine: Nasa