Studio fisico del fenomeno delle aurore polari

Le tempeste solari: potenti eruzioni di materia solare nello spazio interplanetario, possono produrre la cosiddetta “meteorologia spaziale” vicino la Terra, causando pericoli che interferiscono con i sistemi di comunicazione e di errori di GPS per estese interruzioni di corrente.

Parte dell’energia emessa dal sole durante le tempeste solari sono temporaneamente immagazzinate dal campo magnetico terrestre. Quando, l’energia solare è esplosiva, alimenta fasce di radiazione della Terra che permettono di illuminare i cieli polari con aurore brillanti.

Nella rivista Science , i ricercatori della Università UCLA di Lettere e Scienze, l’Istituto di Ricerca Spaziale austriaco (IWF Graz) e l’esplorazione aerospaziale giapponese (JAXA) riferiscono che finalmente hanno misurato il rilascio di questa energia magnetica da vicino con veicoli spaziali, un’ importante missione della NASA chiamata ARTEMIS.

Rappresentazione dell'energia solare

Rappresentazione dell’energia solare. Fonte: www.sciencedaily.com

La meteorologia spaziale comincia a svilupparsi all’interno della magnetosfera, la bolla magnetica gigante terrestre che protegge il pianeta dal flusso supersonico di gas magnetizzato emesso dal sole. Durante le tempeste solari, un po ‘di energia solare entra nella magnetosfera, allunga la “bolla”  formando, così, una coda a forma di goccia che si estende per più di un milione di miglia nello spazio.

L’energia magnetica immagazzinata viene poi rilasciata da un processo chiamato “riconnessione magnetica.” Questo evento può essere rilevato solo quando i flussi veloci di particelle eccitate passano da una sonda spaziale posizionata esattamente al suo posto, nel momento giusto.

Per fortuna, questo è accaduto nel 2008, quando cinque satelliti THEMIS della NASA, orbitanti attorno alla Terra, hanno scoperto che la riconnessione magnetica è stato lo stimolo per scaturire sottotempeste. Nel 2011, nel tentativo di rilevare una vasta zona di magnetosfera terrestre, il team THEMIS ha riposizionato due dei suoi cinque veicoli spaziali in orbita lunare, la creazione di una nuova missione denominata ARTEMIS (dea greca). Entro l’estate del 2012, tuttavia, un allineamento tra THEMIS, ARTEMIS, è stato finalmente in grado di catturare dati contabili per la quantità totale di energia.

Durante questo evento, è stata rilevata un’ enorme quantità di energia.

“La quantità di energia convertita era paragonabile alla produzione di energia elettrica presa da tutte le centrali elettriche sulla Terra” ha detto Vassilis Angelopoulos, un professore del Dipartimento UCLA di Terra, Planetary and Space Sciences, principale investigatore per ARTEMIS e THEMIS, e autore principale della ricerca in Scienza. “La quantità di energia rilasciata era equivalente ad un terremoto Richter scala 7.1“.

“Abbiamo finalmente trovato il “potere” delle aurore polari sulla Terra”, Angelopoulos ha detto. “Ci sono voluti molti anni di pianificazione di missione e pazienza per catturare questo fenomeno su più satelliti. Siamo stati in grado di monitorare l’energia totale e vedere dove e quando si è trasformata in diversi tipi di energia.”

Con il quadro globale pieno di accumulo di energia e il trasferimento nella magnetosfera, gli scienziati possono ora concentrare la loro attenzione sulla fisica della conversione dell’energia e la sua eventuale dissipazione.

Aurora polare

Aurora polare

Emissioni simili di pianeti in orbita attorno ad altre stelle un giorno potrebbero rivelare la struttura interna di mondi lontani. Dal momento che la superficie del Sole e i pianeti molto lontani non possono ancora essere visitati, non c’è posto migliore del proprio ambiente spaziale terrestre per studiare la trasformazione di energia in grandi e piccole scale con una flotta di satelliti competenti.

La NASA sta costruendo l’Osservatorio Eliofisici System, che combina le risorse satellitari esistenti e futuri nello spazio, tra cui THEMIS, ARTEMIS, i gemelli Van Allen Radiation Belt Sonde, recentemente lanciato, ed i quattro satelliti Magnetospheric multiscala, che sarà lanciato nel 2014.

“E ‘un momento molto emozionante” ha detto David Sibeck, THEMIS / ARTEMIS.

Fonte: www.sciencedaily.com

Articolo a cura di Valentina Desimini

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