Che tempo fa oggi nello spazio? Alla scoperta dello “space weather”, o meteorologia spaziale
Vuoi sapere “che Sole fa”? C’è la meteorologia spaziale! È questa che ci informa sullo stato di attività magnetica del Sole e sui suoi possibili effetti sulla Terra.
La meteorologia è la branca della scienza che studia i fenomeni fisici che avvengono nella troposfera, cioè nella parte più bassa dell’atmosfera terrestre. Grazie alle osservazioni da Terra e dallo spazio e grazie all’utilizzo di modelli, essa riesce a dirci quali sono le attuali condizioni meteorologiche e come queste evolveranno.
La meteorologia spaziale, meglio nota con il termine inglese di “space weather", possiamo considerarla come un’estensione della meteorologia terrestre all’ambiente circum-solare o meglio all’eliosfera, cioè quella regione del sistema solare permeata dal vento solare e che si estende fino oltre Nettuno.
Anche la meteorologia spaziale, grazie a osservazioni sia da Terra sia dallo spazio e grazie all’uso di modelli, riesce a dirci quali sono le condizioni attuali nell’atmosfera del Sole e a fare previsioni sui suoi effetti sull’atmosfera terrestre. Lo space weather si occupa degli effetti dell’attività magnetica solare sull'atmosfera terrestre.
Il Sole influenza l’atmosfera terrestre
Oltre alla radiazione elettromagnetica (luce), con cui il Sole garantisce la vita sulla Terra, il Sole soffia un vento continuamente e in tutte le direzioni, detto appunto vento solare. Si tratta di un vento costituito da particelle elettriche, principalmente elettroni e protoni che, strappati all'atmosfera solare, vengono soffiati via. Si tratta quindi di un vento elettrico estremamente pericoloso.
Questo vento solare viene soffiato dal Sole in tutte le direzioni e quindi anche in direzione della Terra. La natura, che in questo caso va necessariamente chiamata madre natura, ha dotato la Terra di uno schermo a difesa da questo vento elettrico.
Si tratta del campo magnetico terrestre la cui particolare forma (dipolare) devia il vento impedendogli di raggiungere e sterilizzare la superficie terrestre. Al più, una frazione di questo vento viene catturata dalla ionosfera terrestre producendo il bellissimo spettacolo delle aurore (boreali e australi).
Ciò che rende molto calda e molto attiva l’atmosfera del Sole è la presenza di numerosi campi magnetici la cui energia viene convertita in calore.
La conversione di energia magnetica in calore a volte è così repentina e intensa da produrre vere esplosioni, il cui effetto è quello di proiettare nello spazio considerevoli quantità di plasma. Queste emissioni o eiezioni di particelle elettriche, chiamate eiezioni di massa coronale (CME), alimentano il vento solare che in questi casi può raggiungere la Terra anche in 24 ore.
Come funziona lo space weather
Esistono satelliti artificiali che osservano ininterrottamente il Sole, la sua atmosfera e i fenomeni che in essa hanno luogo, e le cui osservazioni vengono elaborate per fare previsioni meteo spaziali. Ricordiamo in particolare il Parker Solar Probe (PSP), il Solar Dynamic Observatory (SDO), SOHO e il Solar Orbiter dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI).
Ci sono anche numerosi telescopi da Terra interamente dedicati all’osservazione del Sole. Si tratta di reti di telescopi posizionati alle diverse longitudini terrestri, in modo che anche quando è notte in un luogo ci siano altri telescopi lì dove è giorno che continuino a garantire un’osservazione ininterrotta, come il Solar Observing Optical Network.
Ma cosa si osserva? Se le stazioni meteo ci danno informazione sulla temperatura dell’aria, direzione e intensità del vento, umidità,... le stazioni di space weather misurano: numero, dimensione e posizione delle macchie solari; intensità e densità del vento solare; evoluzione delle regioni magnetiche attive sulla superficie del Sole.
Ma ciò verso cui è rivolta maggiore attenzione sono gli eventi ad alta energia, come i brillamenti, che producono emissioni di massa coronale e quindi vento solare veloce.
Il vento solare è il principale fenomeno con effetti significativi sulla magnetosfera terrestre e con conseguenze sul funzionamento dei satelliti e delle reti elettriche.
La rapida evoluzione, sia spaziale che temporale, delle regioni magnetiche nell'atmosfera solare può innescare violente esplosioni (i brillamenti solari) con conseguente eiezione di plasma solare.
Lo space weather stima la probabilità che avvenga un brillamento di una data classe e la probabilità che questo possa colpire la Terra.
I siti dello space weather
Così come esistono piattaforme meteo come Meteored, in cui è possibile trovare accurate informazioni sulle attuali condizioni meteo e previsioni sulle future condizioni, esistono piattaforme di space weather in cui è possibile trovare i valori correnti dei parametri di attività solare, quindi numero di macchie, intensità del vento solare, e anche previsioni di fenomeni ad alta energia che potrebbero interessare la Terra.
Tra questi c'è lo Space Weather Prediction Center gestito dall'americana NOAA (National Oceanic And Atmospheric Administration) o lo Space Weather dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA).