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I lunghissimi imbuti dove precipitano spiraleggiando le particelle energizzate
Fino a qui ho parlato:
- dei fenomeni che avvengono sul Sole (il cosiddetto “meteo” spaziale)
- delle tempeste solari dovute alle esplosioni più violente come i Flares e le Cme (immaginàti come due pugili in una titanica lotta a due rounds sul ring)
- spesso ma non sempre dovuti alla “riconnessione magnetica”
- del primo scudo invisibile ed impalpabile che la Terra offre come riparo alla prepotenza solare, la Magnetosfera
- della complessa danza che si forma nell’interazione tra il Vento Solare e la Magnetosfera, dove le particelle vanno ad accumularsi in fasce di contenimento molto mutevoli e dinamiche, le Fasce di Van Allen
- delle radiazioni in generale, quelle elettromagnetiche e quelle particellari
- e di come tali radiazioni si comportino e propaghino in modo diverso, sulla Terra e nello Spazio
- di queste radiazioni considerate dalla prospettiva della Stazione Spaziale Internazionale ISS, rischi reali, schermature e Anomalia Sud Atlantica
Ecco, nel mio viaggio per episodi sono arrivato alla fase tanto attesa, l’incontro tra le particelle catturate dal campo magnetico terrestre e quelle presenti nell’alta atmosfera, incontro complesso che ci regala un fenomeno che lascia letteralmente “senza fiato” ed evoca immancabilmente stupore e meraviglia.
“È permesso? Disturbo?”
“Quando” si forma un’Aurora…
Un aurora si verifica ogni volta che un’eruzione solare “disturba” la magnetosfera terrestre…
… “animando e vivacizzando” di conseguenza anche le Fasce di Van Allen…
… provocando una tempesta geomagnetica, cioè cambiamenti nel campo magnetico della Terra e variazioni nella cosiddetta regione “coda magnetica – magnetotail”…
… nella cometa dietro la Terra, tramite il fenomeno della “riconnessione magnetica“.
Quindi le Aurore si verificano solo durante i massimi solari con gran numero di macchie?
No, infatti gli “ovali aurorali” sono fenomeni permanenti ai Poli terrestri, quindi non dipende esclusivamente dalla presenza di macchie solari.
Certo, Aurore più intense e spettacolari si verificano con l’aumentare dell’attività solare, e bisogna dire che eruzioni solari si verificano anche in periodi di minimo solare come è quello attuale (24°), chiaramente molto meno ma succede.
Infatti bada bene, non è che perché non ci sono macchie solari o ne compaiono poche, ciò significa che la nostra stella sia “spenta”… la fornace nucleare e l’attività plasmatica e magnetica sono incessantemente in corso all’interno, e la nostra stella rotante è viva, non farti ingannare!
Nella fase di minimo solare (attualmente siamo alla fine del ciclo n. 24), quando flares e cme (eruzioni di massa coronale) sono fenomeni ridotti in numero, così come ridotte o assenti sono le macchie solari…
… tuttavia si verifica frequentemente un altro fenomeno che influenza notevolmente l’attività aurorale: i “buchi coronali”
Attenzione, NON sono macchie solari e sono visibili soprattutto ai raggi X …
Dai buchi il plasma sfugge perché il campo magnetico si perde nello spazio interplanetario…
… mentre nelle macchie il plasma resta intrappolato dal campo che si richiude ad arco sul Sole (anelli coronali). I buchi generano flussi di vento solare ad alta velocità. Sono i cugini meno famosi delle macchie solari praticamente.
Ah, a proposito, quelle che forse avrai notato prima, in quella straordinaria immagine parziale del Sole con la Terra a confronto, quelle “lingue infuocate“, sono spicole e fanno parte dell’attività cromosferica della nostra stella, ma questo è un altro argomento, non andrò fuori tema.
Metto solo l’infografica anche per i visitatori stranieri.
Continue incessanti variazioni e fluttuazioni del campo magnetico terrestre
I cambiamenti nel campo magnetico terrestre e nella coda magnetica sono spesso correlati a tempeste solari, il famoso “Meteo spaziale“…
… o a variazioni nella densità e nei campi magnetici nel vento solare, mentre attraversa la magnetosfera terrestre. Il vento solare porta con sé una patina ricca di una componente “lenta” ma anche di una “veloce” costituita da particelle accelerate da cme e flares e da buchi coronali.
Queste variazioni aumentano e diminuiscono in base alla frequenza delle macchie solari, e ci sono massimi a marzo e settembre, quando la Terra nella sua orbita si trova in una posizione migliore rispetto al Sole (equinozi) per essere “fatta saltare” (gergo tecnico per dire “essere investita da un’ondata di particelle ad alta energia”).
Un Aurora “reagisce” al materiale solare in tempo reale? Cioè a quello che è stato sparato in questo momento?
Probabilmente conosci già la risposta, se ti intendi almeno un minimo di astronomia, ma siccome non voglio dare nulla per scontato e sono qui per divulgare in modo chiaro e comprensibile anche a chi è poco esperto, ti ricordo che …
… l’aurora che vedi, ipotizziamo, in questo momento reagisce a materiale che è stato sparato via dal Sole almeno 2-3 giorni prima, quindi è tutto uno spettacolo in differita…
… tanto ci mettono le particelle, pur a notevoli velocità nel vuoto, a coprire la distanza enorme che le separa da noi, ben 150 milioni di km equivalenti ad 1 AU – Unità Astronomica (per la nostra percezione in realtà non cambia niente, ma è importante coltivare e mantenere la consapevolezza di questi spazi cosmici)
Brevissimamente, ricordi che possibilità hanno le particelle una volta catturate nelle Fasce?
Il professor Zappalà spiega:
- punto 1) alcune particelle riescono a fuggire ad altissima velocità
– considera le grandi accelerazioni che subiscono
- punto 2) altre proseguono fino a Terra
– poche fortunatamente e non incidono sulla quantità di radiazioni che riceviamo giornalmente: questo piccolo numero di particelle di energia molto elevata che raggiunge la superficie non aumenta significativamente il livello di radiazione che sperimentiamo ogni giorno (professor Holman – NASA)
- punto 3) altre ancora interagiscono con l’atmosfera vicino ai Poli (Cuspidi)
– dando così luogo alle spettacolari Aurore boreali e australi
- punto 4) ma la maggior parte rimane bloccata sulle linee magnetiche
– e si sposta/trascina lentamente da una linea di campo a un’altra, seguendo la rotazione terrestre, formando le famose dinamiche Fasce di Van Allen, in cui resta confinata.
Prima o poi queste particelle saranno assorbite dall’atmosfera, ma intanto la proteggono da una fittissima pioggia nefasta (raggi cosmici solari ed extragalattici).
Punto 3) Cuspidi: le entrate di sicurezza per le Aurore
Parte del plasma del vento solare può penetrare dentro la magnetosfera, seguendo le linee del campo magnetico, che sopra ai Poli descrivono un lungo imbuto detto “cuspide” (ricorda un po’ il mulinello che si crea quando togli il tappo alla vasca da bagno piena d’acqua).
Dopo complessi processi di accelerazione dovuti a “riconnessione magnetica“, tali particelle seguendo le cuspidi precipitano in caduta libera e interagiscono con lo strato dell’atmosfera terrestre chiamato ‘Ionosfera’ (tra i 100 e i 2.000 km di altitudine, post 3/4 alta atmosfera).
Detta in modo estremamente semplice, vengono così depositati una gran quantità di protoni+ ed elettroni- nell’alta atmosfera e si verifica il fenomeno delle Aurore.
In realtà come ti farò vedere nel prossimo post, una grande responsabilità ce l’ha la coda magnetica o magnetotail…
… nel fornire materiale per la formazione delle Aurore.
Addirittura è stato scoperto recentemente che riconnessioni magnetiche si possono verificare anche molto più vicine alla Terra, a circa 3-4 diametri di distanza appena (5 satelliti del programma Explorer, progetto THEMIS della NASA).
Questo post è quindi stato un accenno a ciò che avviene in queste Cuspidi Polari, nel prossimo spiego meglio come ciò accade, sempre più affascinante. Ti lascio con un video breve di 3 minuti, riepilogativo di quanto visto finora, e già presentato nel post sul campo magnetico.
Arrivederci al prossimo episodio, spero tu ti sia divertito finora, come è stato per me!
“Quando vediamo da Terra un’Aurora stiamo guardando davvero una piccola sezione dell’aurora permanente molto più grande chiamata “ovale aurorale”. L’ovale settentrionale è centrato sul Polo nord geomagnetico situato nel nord del Canada”.
La serie completa “In a nutshell” about Aurora
Link utili:
- le Fasce di Van Allen, “Non c’è due senza tre” di Vincenzo Zappalà
- NASA: rubrica “Chiedi allo scienziato Spaziale”, Sten Odenwald (Astronomo)
- pagina NASA Divisione Scientifica Eliofisica, Gordon Holman
- “correnti elettriche aurorali” di Anna M. Abatianni – matematica e scuola
- Generatore Aurorale, di Giuliana Zoppé – Aurore polari
- Collisioni che provocano le Aurore
- Collisioni che provocano le Aurore
- Ovali Aurorali in tempo reale, SpaceWeatherLive.com
- foto Sole e Giove, di Rossana Miani
- foto sole e Terra infografica, di Salvo Lauricella
- video NASA sulla formazione delle Aurore
- estratto del video Nasa, curato da R. Gaeta
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