La Meteorologia dello Spazio

Oltre al Servizio Meteorologico dell’Aereonautica, sono tanti gli Enti che emettono bollettini meteorologici, utili ai naviganti, al traffico aereo, ma anche per la salvaguardia della vita umana attraverso gli Alert. Ma ritengo che pochi conoscono il Servizio di Meteorologia Spaziale, altrettanto utile non per prevenire i temporali, ma per prevenire le tempeste solari che, come uragani e cicloni, creano seri problemi a noi, abitanti della Terra. Per cui cerchiamo di capire di che si tratta. Dunque, la meteorologia spaziale, meglio definita Space Weather, mette in evidenza le condizioni ambientali nello Spazio generate dal Sole. Quindi osserva il flusso di particelle cariche, i campi magnetici e le radiazioni elettromagnetiche prodotti dall’attività solare; nonchè i fenomeni di alta energia nella nostra Galassia, la Via Lattea, ma anche in altre galassie. Occorre dire che il monitoraggio viene effettuato sia da terra che dallo spazio per elaborare modelli e previsioni, in quanto i fenomeni meteorologici spaziali possono danneggiare il funzionamento dei sistemi satellitari ed anche i sistemi tecnologici terrestri; sopratutto il Vento Solare che trasporta un flusso continuo di particelle solari elettricamente cariche (Fig1) Diciamo che il Sole, secondo il diagramma di HertzsprungRussell, è una tranquilla Stella Nana Gialla di mezz’età, di circa 5 miliardi di anni (Il diagramma Hertzsprung-Russell, abbreviato H-R, è una tavola teorica che mette in relazione la temperatura efficace e la luminosità delle stelle – Fig2). Ed allora a che cosa è dovuta l’emissione di pericolose particelle? Presto detto: durante i brillamenti solari sulla Cromosfera (i flare) avviene una accelerazione di particelle ed emissione di radiazione elettromagnetica, che vanno dai Raggi X alle Onde Radio; ma anche emissioni di Massa Coronale (CME- Coronal Mass Ejection) le quali sono dirette verso i pianeti del Sistema Solare, la dove, per fortuna, il campo magnetico terrestre si comporta come uno scudo per le particelle provenienti dallo Spazio, originando tempeste magnetiche. Ed ecco che sulla Terra, si originano le Aurore Polari, la cui luminosità avviene nella Ionosfera, causate da atomi e molecole eccitate da particelle solari che comunque riescono a penetrare lo scudo magnetico nella parte posteriore, definite Cuspidi (Fig.3) Fenomeni, questi, che avvengono anche su Giove e Saturno. Ma quali sono i danni prodotti da una tempesta solare? Gli effetti collaterali di una tempesta solare avvengono quando la ionosfera è perturbata e disturba la qualità delle radio comunicazioni (Radio Blackout); rovina l’uso dei sistemi Gps, gli elettrodotti sovraccaricando i trasformatori di corrente, danneggiano agli aerei in volo su rotte polari che possono subire danni ai sistemi strumentali di bordo, ma anche investiti da un flusso pericoloso di radiazioni ionizzanti, tanto ai passeggeri che al personale di bordo. Nello Spazio agli astronauti impegnati in attività extraveicolari, i quali possono assorbire dosi elevate di radiazioni, ma non da meno ai satelliti per malfunzionamenti dei permanenti per l’effetto di particelle solari e raggi cosmici che interferiscono con la loro elettronica. A tal riguardo va ricordato che il 13 marzo 1989 una tempesta solare geomagnetica di forte intensità, durante il ventiduesimo ciclo solare colpì la Terra, causando un black-out di nove ore nell’impianto di trasmissione elettrica del Quebec, Canada, con enormi disagi per la popolazione. Di pari avviene nel corso dell’evoluzione di Stelle Supernove,mentre i lampi di raggi gamma (Grb, gamma-ray burst) sono determinati da processi che avvengono nelle Stelle Ipernove e in stelle con campi magnetici intensi, quali le Stelle Magnetar (Una magnetar è una stella di neutroni che possiede un enorme campo magnetico, miliardi di volte quello terrestre, che genera intense ed abbondanti emissioni elettromagnetiche, Raggi X, Raggi Gamma e Radiofrequenze – Fig.4) Il monitoraggio e le previsioni dello Space Weather viene condotto con osservazioni da terra e dallo spazio, attualmente dal Space Weather Prediction Center – National Oceanic and Atmospheric Administration https://www.swpc.noaa.gov/ con sede negli Stati Uniti e da The Royal Observatory of Belgium – Solar Influences Analysis Data Center http://sidc.oma.be/Ma occorre dire che la rete osservativa non è al momento sufficiente per fornire una copertura globale dei fenomeni con il livello di dettaglio necessario, perché sono ancora pochi i Paesi che si sono attrezzati per l’osservazione dei fenomeni solari; per cui la carenza infrastrutturale limita lo sviluppo di modelli operativi consolidati per la previsione delle perturbazioni dell’attività del Sole e per altri fenomeni di natura cosmica (Vedi videoclips https://youtu.be/o-gRYnE66R4) Ma come funziona il sistema di previsione: Oggi, con più di 1000 satelliti in orbita intorno alla terra, il sistema statunitense ed europeo offrono frequenti previsioni, tali che gli operatori satellitari riescono a proteggere i satelliti dal danneggiamento dovuto all’attività eruttiva solare. Pertanto l’attività solare non porta solo bellezza, ma può anche essere pericolosa!

Dott. Giovanni Lorusso (IK0ELN)