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livello elementare.
ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA:DIDATTICA
parole chiave: tempeste solari
In altri articoli abbiamo parlato delle tempeste solari che si verificano quando si verifica nella nostra stella un’emissione di materia su larga scala. Spesso le tempeste causano un’espulsione della massa coronale con un associato bagliore solare nonché un’accelerazione di particelle cariche nell’atmosfera solare a velocità molto elevate. Le particelle più importanti sono protoni che possono essere accelerati a grandi frazioni della velocità della luce. A queste velocità, possono attraversare i 150 milioni di km dal Sole alla Terra in meno di 10 minuti. Quando raggiungono la Terra, i protoni entrano nella magnetosfera e vengono guidate lungo le linee del campo magnetico penetrando nell’atmosfera vicino ai poli nord e sud magnetici.
i fenomeni dell’aurora sono particolarmente evidenti durante le tempeste solari – Immagine composita che mostra le aurore sul nord Europa, scattata da DMSP il 30 ottobre 2003
Questi fenomeni possono essere di diverse intensità e persistere per periodi di tempo che vanno da ore a giorni, causando impatti più o meno visibili sulla Terra. Non sono fenomeni da trascurare in quanto quando i protoni entrano in collisione con i satelliti possono causare danni importanti ai circuiti elettronici. Ma questi inconvenienti possono avere un impatto anche sull’Uomo. Durante le tempeste di radiazioni solari più estreme, i passeggeri e l’equipaggio di aerei ad alta quota ad alte latitudini possono essere anche loro esposti al rischio di radiazioni con danni al DNA.
Inoltre, quando i protoni entrano in collisione con l’atmosfera la ionizzano creando così elettroni liberi che creano uno strato ai livelli più bassi della ionosfera che può assorbire le onde radio ad alta frequenza (HF) rendendo quindi le comunicazione radio difficili se non impossibili come durante le “tempeste di Halloween” del 2003 quando le comunicazioni satellitari furono colpite, agli aerei fu consigliato di evitare le alte altitudini vicino alle regioni polari e si verificò un’interruzione di corrente di un’ora in Svezia. Ma non solo, la tempesta danneggiò gravemente i sistemi GPS utilizzati per il rilevamento e la navigazione.
la tempesta solare di Halloween, 2003
Numerosi veicoli spaziali tra cui il satellite SOHO, furono anch’essi danneggiati o subirono tempi di inattività a causa dell’insorgere di diversi problemi. Per motivi di sicurezza, gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) dovettero rifugiarsi all’interno nelle aree più schermate per proteggersi dall’aumento dei livelli di radiazioni. Una delle tempeste solari di quel periodo fu paragonata per intensità all’evento Carrington del 1859.
Tracce nel ghiaccio
Una recente notizia è stata la scoperta dei resti di un’antica tempesta solare che colpì la Terra 9.200 anni fa lasciando tracce permanenti nel ghiaccio nelle profondità della Groenlandia e dell’Antartide.
Gli ice cores (carotaggi nel ghiaccio) consentono di analizzare le caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche delle ere passate – Photo credit: Raimund Muscheler
L’analisi dei carotaggi effettuati nei ghiacci profondi ha portato alla scoperta di un’antica tempesta solare, considerata tra le più forti mai rilevate. Gli scienziati ritengono che se avesse colpito oggi la Terra avrebbe paralizzato tutti i moderni sistemi di comunicazione.
Ma forse la cosa più sorprendente emersa è che quella tempesta avvenne durante un minimo solare, ovvero un periodo durante il ciclo di 11 anni del Sole in cui le esplosioni solari sono in genere molto meno comuni. La notizia è stata pubblicata l’11 gennaio scorso sulla rivista Nature Communications. Si tratterebbe di una eccezione, poco piacevole, al normale andamento del Sole perché di fatto allargherebbe la possibilità di avere tempeste solari anche in quei periodi.
Aurora durante una tempesta geomagnetica molto probabilmente causata da un’espulsione di massa coronale dal Sole il 24 maggio 2010, scattata dalla Stazione Spaziale Internazionale – ISS
Gli autori dello studio stavano ricercando la presenza di alcune particelle, note come radionuclidi cosmogenici, degli isotopi radioattivi che si creano quando particelle solari cariche entrano in collisione con elementi nell’atmosfera terrestre. Queste particelle radioattive possono essere ritrovate nei registri naturali come gli anelli degli alberi e, nel caso specifico, nei carotaggi di ghiaccio. Nel loro studio, i ricercatori hanno analizzato diversi strati di ghiaccio antico, prelevati in Antartide ed in Groenlandia. I carotaggi di entrambe le località hanno mostrato un notevole picco di radionuclidi (berillio-10 e cloro-36) circa 9.200 anni fa, una prova sine qua non che una potente tempesta solare colpì la Terra in quel momento.
Relazione tra il ciclo solare di 11 anni e il verificarsi degli eventi di tempeste solari avvenute 9125 anni BP e nel 774/5 d.C. – da studio citato
Secondo i dati raccolti, la tempesta solare fu particolarmente potente, forse alla pari della più potente mai rilevata, avvenuta durante un massimo solare tra gli anni 775 a.C. e 774 a.C. ma … avvenne durante un minimo solare ovvero quando l’attività magnetica sul Sole avrebbe dovuto essere bassa.
Fu un caso oppure esiste qualche regola ancora non conosciuta, oltre al ciclo solare di 11 anni, che ci possa aiutare a determinare la ricorrenza di queste tempeste?
Certo una tempesta di una tale intensità potrebbe paralizzare il nostro mondo odierno, tutte le comunicazioni, incluso internet sarebbero bloccate, inclusi ospedali, aeroporti, sistemi civili e militari. E’ quindi necessario capire cosa non sappiamo e predisporre eventuali azioni in caso di emergenza.
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