martedì 4 settembre 2018

Il vento solare e la Corrente eliosferica diffusa


La posizione della Terra rispetto all'inclinazione del Sole fa la differenza sulla nostra percezione del vento solare. Ecco quali sono i fattori che ci aiutano nelle previsioni del tempo spaziali.

Il vento solare è un flusso di protoni ed elettroni rilasciato dal Sole.
Questo flusso di particelle varia costantemente in termini di velocità, densità e temperatura.
L'intensità più alta di tutti questi fattori si verifica quando il vento solare fuoriesce da un foro coronale, oppure quando segue una una espulsione di massa coronale.

Il vento solare che ha origine da un buco coronale, è un flusso costante di particelle ad alta velocità mentre quello derivante da un'espulsione di massa coronale è più simile a un'enorme nuvola di plasma solare che si muove rapidamente e dai margini definiti.

Quando il flusso di particelle che costituiscono il vento solare arriva sulla Terra, incontra il campo magnetico terrestre che veicola le particelle verso i poli magnetici del pianeta per poi spingerle nell'atmosfera.
A questo punto le particelle del vento solare si scontrano con gli atomi di azoto e di ossigeno che formano la nostra atmosfera, i quali cedono parte della loro energia alle particelle entranti. Le particelle provenienti dal sole infine rilasciano lentamente sotto forma di luce l'energia ricevuta dagli atomi dell'atmosfera terrestre.
Ecco che si accende la magia delle aurore boreali.

Ma come sappiamo ormai da anni, il vento solare non è responsabile solo delle stupende aurore boreali che vediamo ai poli, e che in casi di vento davvero intenso riescono a lambire anche le nostre zone.
Il vento solare infatti, è responsabile anche di disturbi nelle telecomunicazioni e in alcuni casi estremi di collassi delle centrali elettriche "a portata di soffio".
In questi casi si parla di vere e proprie tempeste elettromagnetiche.

La velocità del vento solare è un fattore importante.
Le particelle con una maggiore velocità colpiscono più forte il campo magnetico terrestre e hanno una maggiore probabilità di causare condizioni geomagnetiche disturbate mentre comprimono la magnetosfera.
La velocità del vento solare sulla Terra si trova normalmente intorno ai 300km/sec, ma aumenta quando arriva un flusso coronale ad alta velocità.
Durante un impatto generato da una espulsione di massa coronale, la velocità del vento solare può saltare improvvisamente fino a 500-1000 km/sec.

Un'altro fattore importante è la densità del vento solare
Questo parametro ci mostra quanto è denso il flusso di particelle.
Più particelle sono presenti nel vento solare, più il vento e denso e maggiori sono le possibilità che si abbiano aurore boreali e tempeste geomagnetiche.
La scala utilizzata per misurare l'intensità del vento solare è di particelle per centimetro cubo: p/cm³. Un valore superiore a 20p/cm³ è un buon inizio per una tempesta geomagnetica.

Come abbiamo detto prima, diverse regioni del Sole producono vento solare di diverse velocità. I fori coronali producono un vento solare ad alta velocità, tra i 500 a gli 800 chilometri al secondo.
I poli nord e sud del Sole hanno fori coronali grandi e persistenti, quindi le alte latitudini del sole producono un vento solare veloce.
Nel piano equatoriale invece, dove orbitano la Terra e gli altri pianeti, il vento solare si allontana dal Sole a bassa velocità, circa 400 chilometri al secondo.
Questa parte del vento solare forma la "Corrente eliosferica diffusa".

Durante i periodi di calma, l'intensità della Corrente eliosferica diffusa può essere quasi piatto. Con l'aumentare dell'attività solare, la superficie del Sole si riempie di regioni attive, fori coronali e altre strutture complesse, che modificano così il vento solare e la Corrente eliosferica.
Scopri tutte queste formazioni nel nostro approfondimento: Cosa c'è sulla superficie delle stelle
Poiché il Sole ruota in 27 giorni, il vento solare diventa una spirale complessa con una alternanza di velocità e densità alte e basse. Questa alternanza crea un effetto simile alla gonna di una ballerina (vedi immagine).
Quando il vento solare ad alta velocità supera il vento a bassa velocità, crea una regione di altissima velocità ed intensità chiamata "regione di corotazione" che costituiscono la base di forti tempeste geomagnetiche.

Al di sopra della Corrente eliosferica diffusa, il vento solare ad alta velocità ha in genere una polarità magnetica dominante in una direzione, e al di sotto la polarità è nella direzione opposta.
Mentre la Terra si muove attraverso questa "gonna ballerina", a volte è all'interno della Corrente eliosferica, altre volte si trova sopra e altre ancora si trova sotto di esso.
Quando il campo magnetico del vento solare cambia polarità, è una forte indicazione che la Terra ha attraversato la Corrente eliosferica diffusa.
La posizione della Terra rispetto alla Corrente eliosferica è importante perché le conseguenze geomagnetiche dipendono fortemente dalla velocità del vento solare, dalla densità del vento solare e dalla direzione del campo magnetico incorporato nel vento solare.

Oggi lo strumento per eccellenza per la misurazione del vento solare è la sonda spaziale "Deep Space Climate Observatory (DSCOVR)".
Questa sonda è posizionata su un'orbita attorno al punto 1 di Lagrange Sole-Terra.
Puoi capire meglio cosa siano i punti di Lagrange e leggere una curiosità su quelli di Marte a questo approfondimento: Marte ospita i resti di un antico mini-pianeta nella sua orbita

Questo è un punto nello spazio che si trova sempre tra il Sole e la Terra dove la gravità del Sole e della Terra hanno un'uguale attrazione sulla sonda, il che significa che può rimanere in un'orbita stabile.
Questa sonda ci avvisi sulla struttura del vento solare con una anticipo che va dai 15 ai 60 minuti, a seconda della velocità delle particelle.