“La termosfera illuminata come un albero di Natale. Ha cominciato a brillare intensamente a lunghezze d’onda infrarosse”. Sono le parole di James Russel, un ricercatore della Hampton University che descrive il fenomeno osservato recentemente a causa delle tempeste solari che hanno colpito la Terra. Come ben sappiamo l’attività solare è determinata da un’attività undecennale, nota come ciclo di Schwabe, caratterizzata da un massimo e da un minimo, identificabile attraverso le macchie solari presenti sul disco. Queste sono aree meno calde della fotosfera solare che ci appaiono più scure a causa della temperatura meno elevata. In questo periodo siamo quasi prossimi al picco massimo dell’attività, che secondo gli scienziati avverrà nel 2013. In queste circostanze, tra i vari fenomeni che si verificano sulla nostra stella, si registrano vari brillamenti con conseguenti espulsioni di massa coronale, capaci di raggiungere il nostro campo magnetico e scatenare intense tempeste geomagnetiche. Le nubi di plasma e le particelle energetiche, eccitano gli atomi di ossigeno della nostra atmosfera producendo le ormai note aurore polari, capaci di regalare spettacoli meravigliosi alle alte latitudini. Recentemente abbiamo parlato di varie tempeste solari che hanno modificato la nostra magnetosfera, come sempre accade in queste situazioni. I ricercatori della NASA affermano che le tempeste solri della prima decade di Marzo, hanno scaricato abbastanza energia nell’atmosfera superiore pari ai consumi di energia di una megalopoli come New York per due anni, ossia svariati miliardi di gigawatt. “Questo è stata la più grande dose di calore che abbiamo ricevuto da una tempesta solare dal 2005 ad oggi“, spiega Martin Mlynczak del NASA Langley Research Center. “E’stato un grande evento, e mostra come l’attività solare può influire direttamente sul nostro pianeta.” Mlynczak è il ricercatore associato per lo strumento principale a bordo del satellite della NASA, SABER, il quale monitora le emissioni infrarosse provenienti dagli strati superiori dell’atmosfera terrestre, in particolare l’anidride carbonica (CO2) e l’ossido nitrico (NO), due sostanze che svolgono un ruolo chiave nel bilancio energetico di centinaia di km di aria sopra la superficie del nostro pianeta. “L’anidride carbonica e l’ossido nitrico sono termostati naturali“, spiega James Russell. “Quando l’atmosfera superiore (o termosfera) si scalda, queste molecole vengono messe a dura prova nel loro compito di far sì che il calore venga respinto verso lo spazio.”
Questo è quello che è accaduto l’8 marzo quando una espulsione di massa coronale (CME), spinta verso di noi da un brillamento solare di classe X5, ha colpito il campo magnetico terrestre. Nella “Scala Richter dei brillamenti solari”, i flare di classe X sono il tipo più potente. Le particelle energetiche sono piovute sulla parte superiore dell’atmosfera, depositando la loro energia. L’azione ha prodotto spettacolari aurore polari e un significativo riscaldamento dell’atmosfera superiore in tutto il mondo. Per tre giorni, dall’8 al 10 Marzo, la termosfera ha assorbito 26 miliardi di kWh di energia. I due refrigeranti più efficienti presenti nella termosfera ovvero CO2 e NO, hanno re-irradiato nello spazio il 95% della radiazione infrarossa ricevuta. Secondo l’ufficio del sindaco di New York, per paragone, una famiglia media consuma poco meno di 4700 kWh all’anno. Ciò significa che la tempesta geomagnetica ha scaricato abbastamza energia in atmosfera pari al consumo medio della Grande Mela di due anni. “Purtroppo, non c’è modo pratico per sfruttare questo tipo di energia“, dice Mlynczak. “E’così diffusa e fuori della nostra portata, in alto sopra la superficie terrestre. Inoltre, la maggior parte di essa è stata inviata nello spazio dalle l’azione dall’anidride carbonica e dall’ossido nitrico“. Durante l’impulso di riscaldamento, la termosfera si gonfia come il cotone dolce poggiato su un fuoco da campo, aumentando temporaneamente la resistenza dei bassi satelliti in orbita. Da un lato, la resistenza aiuta ad allontanare la spazzatura spaziale fuori dell’orbita terrestre. D’altra parte, diminuisce la durata orbitale dei satelliti avvicinandoli anticipatamente al giorno di “rientro”. La tempesta è finita, ma Russell e Mlynczak si aspettano altri eventi simili in futuro con l’avvicinarsi del picco massimo. “Stiamo solo uscendo da un profondo minimo solare,” dice Russell. “Il ciclo solare sta acquistando forza, con un massimo previsto nel 2013.” Più aumentano le macchie solari e più si registreranno CME lanciati verso la Terra. Tali condizioni offrono maggiori opportunità a SABER per studiare l’effetto di riscaldamento generato dalle tempeste solari. “Questa è una nuova frontiera nello studio dell’interazione Sole-Terra” – dice Mlynczak – e i dati che stiamo raccogliendo sono senza precedenti“, conclude Mlynczak.
