Oltre l’atmosfera terrestre ci sono nuvole turbinanti di particelle energizzate, ioni ed elettroni, che vengono emesse dal sole. Questo “vento solare” stimola la magnetosfera, il campo di forza magnetico che circonda la Terra.

Allo stesso modo in cui venti e tempeste creano il clima nella nostra atmosfera, forti raffiche di vento solare che penetrano nella magnetosfera possono generare tempeste magnetiche con potenti correnti elettriche che possono avere un impatto anche notevole sulla nostra vita.

Un nuovo studio del team della missione THEMIS della NASA, guidato da Vassilis Angelopoulos, un professore di fisica spaziale dell’UCLA, è il primo a dimostrare che tali tempeste possono avere origine molto più vicino alla Terra di quanto si pensasse in precedenza, sovrapponendosi alle orbite di condizioni meteorologiche critiche, comunicazioni e Satelliti GPS. I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Nature Physics .

Le tempeste magnetiche possono produrre aurore boreali nell’emisfero nord o particelle pericolose che si diffondono verso astronavi e astronauti, facendoli andare fuori servizio. In determinate condizioni, queste tempeste possono disabilitare la rete elettrica, interrompere le comunicazioni radio e corrodere i cavi, creando persino un’aurora estrema visibile vicino all’equatore.

“Studiando la magnetosfera, miglioriamo le nostre possibilità di affrontare il più grande pericolo per l’umanità nell’avventurarsi nello spazio: tempeste magnetiche solari”, ha detto Angelopoulos.

Un incidente che illustra il drammatico potere delle tempeste magnetiche si è verificato nel 1921, quando una tempesta ha interrotto le comunicazioni del telegrafo e causato interruzioni di corrente che hanno provocato l’incendio di una stazione ferroviaria di New York City. E nel 1972 gli astronauti dell’Apollo 16 e 17 scamparono fortuitamente a quella che avrebbe potuto essere un’eruzione solare letale. Questi incidenti sottolineano i potenziali pericoli che dovrebbero essere valutati quando più umani si avventurano in orbita. Se oggi si verificasse una tempesta simile, secondo un altro studio, le perdite economiche negli Stati Uniti, dovute solo a blackout elettrici, potrebbero superare i 40 miliardi di dollari al giorno.

La modalità con cui le correnti elettriche nello spazio influenzano l’aurora e le tempeste magnetiche, è stata a lungo dibattuta nella comunità della fisica spaziale. Poiché le tempeste si verificano così raramente e la copertura satellitare è scarsa, per i ricercatori è stato difficile rilevare il processo dinamico che alimenta quelle tempeste.

Quando l’energia magnetica del vento solare viene trasferita nella magnetosfera, si accumula fino a quando non viene convertita in calore e accelerazione di particelle attraverso un processo chiamato riconnessione magnetica . Dopo decenni di studio, non è ancora chiaro ai ricercatori dove si verifichi esattamente la riconnessione magnetica durante le tempeste.

Recenti osservazioni di più satelliti hanno dimostrato che tempeste magnetiche possono essere innescate da una riconnessione magnetica molto più vicina alla Terra di quanto si pensasse in precedenza. I tre satelliti THEMIS della NASA hanno osservato la riconnessione magnetica a una distanza pari a circa 3-4 volte il diametro della Terra. I ricercatori non si aspettavano che ciò potesse accadere nella configurazione del campo magnetico relativamente stabile vicino alla Terra.

In un secondo tempo, un satellite meteorologico, che era più vicino alla Terra in orbita geostazionaria, ha rilevato particelle energizzate associate a tempeste magnetiche.

Il satellite meteorologico ha dimostrato che questa riconnessione vicino alla Terra ha stimolato l’accelerazione di ioni ed elettroni ad alta energia, rappresentando un pericolo per centinaia di satelliti che operano in questa orbita comune. Tali particelle possono danneggiare l’elettronica e il DNA umano, aumentando il rischio di avvelenamento da radiazioni e cancro per gli astronauti. Alcune particelle possono persino entrare nell’atmosfera e influenzare i passeggeri delle compagnie aeree.

“Solo con misurazioni così dirette della riconnessione magnetica e dei suoi flussi di energia risultanti potremmo dimostrare in modo convincente un meccanismo così inaspettato di generazione di energia da tempesta”, ha affermato Angelopoulos, autore principale dell’articolo. “La rilevazione di questo raro evento, rilvato così vicino alla Terra come mai prima d’ora, ci costringe a rivedere le ipotesi precedenti sul processo di riconnessione.”

Questa scoperta alla fine aiuterà gli scienziati a perfezionare i modelli predittivi di come la magnetosfera risponde al vento solare , fornendo preziose ore extra o persino giorni per preparare satelliti, astronauti e la griglia di energia per il prossimo “grande evento” di questo tipo nello spazio.