Non solo il vento solare ma anche l’atmosfera terrestre risulta determinante nel creare le tempeste geomagnetiche, ossia le grandi perturbazioni che colpiscono la magnetosfera terrestre mettendo così a rischio le tecnologie satellitari: questi eventi causano, infatti, seri disturbi ai segnali internet, GPS ma anche alla rete elettrica.
Fenomeni tradizionalmente associati alle attività del Sole, ora un nuovo studio, pubblicato su Nature Communications, fa emergere per la prima volta il ruolo delle particelle cariche provenienti dalla parte superiore dell’atmosfera terrestre nello sviluppo di grandi tempeste geomagnetiche.
Secondo la ricerca, questo contributo diventerebbe predominante nella coda magnetica, ovvero il prolungamento della magnetosfera generato dal vento solare quando si scaglia contro lo scudo magnetico terrestre: in questa regione il flusso di particelle solari si riduce anche fino al 99%, mentre domina la quantità di particelle ad alta energia, ossia elettroni e ioni, che provengono dalla Terra.
Fino a oggi sapevamo che entrambi i flussi, il vento solare e le particelle terrestri, contribuiscono ad alimentare il plasma in questa coda magnetica, ma non conoscevamo ancora il modo in cui il loro contributo varia durante una tempesta geomagnetica.
La nuova ricerca ha trovato le prime prove che mostrano il ruolo determinante del flusso composto dalle particelle di origine terrestre, precedentemente sottovalutato, nello sviluppo delle tempeste geomagnetiche.
Questo riscontro è emerso grazie alla analisi del plasma, ossia il flusso di particelle cariche, vicino alla Terra effettuate durante una delle più grandi tempeste geomagnetiche degli ultimi anni, quella del 7-8 settembre 2017.
Un team internazionale di ricercatori, guidati dall’Università di Nagoya in Giappone e dall’Università del New Hampshire negli Stati Uniti, ha analizzato la composizione del vento solare tracciandone così il flusso durante la tempesta, grazie ai dati da diverse missioni: tra queste Mms e Wind di Nasa, la costellazione Cluster di Esa e Arase di Jaxa.
Questo monitoraggio ha mostrato che il plasma vicino alla Terra cambia sostanzialmente quando si sviluppa una tempesta geomagnetica, passando da una natura prevalentemente solare, quindi determinato dal vento solare, a una prevalentemente ionosferica, ovvero con maggiore abbondanza di particelle cariche provenienti dall’atmosfera terrestre.
«Nel complesso, la nostra ricerca contribuisce alla comprensione dello sviluppo delle tempeste geomagnetiche, mostrando l’importanza del plasma ionosferico terrestre – afferma Lynn Kistler, primo autore dell’articolo –Questo dimostra che la tempesta geomagnetica determina una maggiore fuoriuscita dalla ionosfera terrestre e che il plasma ionosferico può spostarsi rapidamente in tutta la magnetosfera»
Lo studio fa emergere come le proprietà del plasma, quali la densità, la distribuzione dell’energia delle particelle, la composizione, ossia tutti fattori che influiscono sulle tempeste geomagnetiche, mutino a seconda della fonte, solare o terrestre, che lo alimenta.
Queste modifiche nella sua natura risultano quindi più accentuate nella coda magnetica dove le due diverse sorgenti possono cambiare rapidamente, influenzando così lo sviluppo della tempesta.
La ricerca è un passo fondamentale verso la comprensione del fenomeno dello space weather, ossia le specifiche condizioni dello spazio attorno alla Terra generate dall’incontro tra particelle cariche e il nostro campo magnetico, condizioni che possono influenzare radicalmente i sistemi tecnologici terrestri come i satelliti.
Immagine in evidenza: L’importanza dell’atmosfera terrestre nel creare le grandi tempeste che influenzano le comunicazioni satellitari. Crediti: ERG Science Team
