Come le aurore su Terra, Saturno e Giove possono aiutare a prevedere il meteo spaziale rischioso
Il 9 gennaio 2014 , il fotografo Harald Albrigtsen ha immortalato le luci del nord a Tromsø, in Norvegia, un fenomeno che continua a stupire e ad attrarre l’attenzione non solo degli appassionati di astronomia ma anche della comunità scientifica. Recentemente, la ricerca ha suggerito che comprendere i fattori comuni alle aurore celesti osservate sulla Terra, Saturno e Giove può essere cruciale per prevedere le condizioni meteorologiche spaziali rischiose.
Le aurore , come l’Aurora Boreale e l’Aurora Australe, si verificano quando le particelle cariche del vento solare interagiscono con il campo magnetico terrestre , noto come magnetosfera. Queste particelle seguono le linee del campo magnetico, entrando in contatto con gli atomi nell’atmosfera e inducendoli a emettere luce. Questo processo non solo genera spettacoli luminosi ma può anche causare tempeste geomagnetiche che minacciano satelliti, sistemi di comunicazione e infrastrutture energetiche.
Non solo la Terra, ma anche i giganti gassosi come Giove e Saturno, e il gigante ghiacciato Urano, mostrano fenomeni aurorali ai loro poli. Le aurore potrebbero teoricamente verificarsi su qualsiasi pianeta dotato di atmosfera e campo magnetico, e studi del 2018 hanno confermato la presenza di aurore anche su pianeti extrasolari, o “esopianeti”.
I campi magnetici di Terra, Saturno e Giove condividono una geometria a forma di imbuto che canalizza le particelle energetiche come gli elettroni del vento solare nelle regioni polari, localizzando le aurore, tranne quelle più intense, ai poli di questi pianeti. Tuttavia, esistono molteplici modalità attraverso cui le aurore si manifestano su ciascun pianeta, differenziate dalla forza dei campi magnetici, dalla velocità di rotazione dei pianeti, dalle condizioni del vento solare al momento dell’impatto e dall’attività delle lune che orbitano attorno a questi corpi celesti.
Nonostante queste differenze, un team di scienziati del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Hong Kong (HKU) ritiene che una comprensione unificata di come il vento solare guidi le manifestazioni aurorali su vari pianeti possa portare a importanti applicazioni pratiche. Questa comprensione unificata potrebbe migliorare il monitoraggio e la previsione degli ambienti magnetici nel nostro sistema solare, inclusa la Terra.
Il team ha esplorato la dinamica dei campi magnetici planetari studiando come i campi elettromagnetici, simili a quelli della magnetosfera terrestre, interagiscono con fluidi conduttori di elettricità che assumono il ruolo di particelle cariche nei venti solari. La modellazione tridimensionale di questi processi ha permesso di comprendere meglio come le aurore su diversi pianeti assumano forme o “morfologie” diverse, influenzando le condizioni planetarie.
La combinazione delle condizioni del vento solare con la rotazione planetaria ha portato alla definizione di un nuovo parametro che controlla la struttura principale delle aurore, spiegando le diverse strutture aurorali osservate su Terra, Saturno e Giove. Questa scoperta ha sorpreso il team, poiché dimostra che le diverse aurore di Terra e Giove possono essere spiegate attraverso un quadro unificato.
Questi risultati non solo potrebbero migliorare la nostra comprensione dell’ambiente magnetico della Terra e del sistema solare più ampio, ma potrebbero anche aiutarci a comprendere meglio le condizioni dei sistemi planetari lontani. La ricerca del team è stata pubblicata sulla rivista Nature Astronomy .