La termosfera terrestre ha recentemente raggiunto un picco di temperatura in quasi 20 anni dopo aver assorbito energia dalle tempeste geomagnetiche che hanno colpito il pianeta quest’anno. La temperatura nel 2° strato più alto dell’atmosfera continuerà probabilmente a salire nei prossimi anni con l’aumento dell’attività del Sole, e ciò potrebbe avere un impatto sui satelliti in orbita terrestre, secondo gli esperti.
La temperatura della termosfera
La termosfera si estende dalla sommità della mesosfera, a circa 85 km dal suolo, fino al fondo dell’esosfera, che inizia a circa 600 km dal suolo, secondo la NASA. Oltre l’esosfera c’è lo Spazio esterno.
Per più di 21 anni, la NASA ha misurato la temperatura della termosfera tramite la radiazione infrarossa emessa da molecole di anidride carbonica e ossido nitrico. Gli scienziati convertono i dati raccolti dal satellite Thermosphere, Ionosphere, Mesosphere, Energetics and Dynamics (TIMED) della NASA, nel Thermosphere Climate Index (TCI), che viene misurato in terawatt, o TW (1 TW è uguale a 1 trilione di watt).
Il valore TCI, che è aumentato il 10 marzo, ha raggiunto il picco di 0,24 TW, ha dichiarato a Live Science Martin Mlynczak, uno dei principali ricercatori della missione TIMED presso il Langley Research Center della NASA in Virginia e creatore del TCI. L’ultima volta che il TCI è stato così alto è stato il 28 dicembre 2003. I dati sui picchi di temperatura sono stati sottoposti a una rivista per la pubblicazione ma non sono stati ancora sottoposti a revisione paritaria.
Il picco di temperatura è stato causato da 3 tempeste geomagnetiche a gennaio e febbraio, importanti disturbi del campo magnetico terrestre innescati da plasma magnetizzato in rapido movimento, cioè espulsioni di massa coronale (CME), e meno spesso da flussi di particelle altamente cariche, il vento solare.
“Queste ‘tempeste’ depositano la loro energia nella termosfera e la fanno riscaldare,” ha affermato Mlynczak. “L’aumento del riscaldamento si traduce in un aumento dei livelli di emissione infrarossa da ossido nitrico e anidride carbonica nella termosfera“. Normalmente, le emissioni infrarosse dopo una tempesta raffreddano la termosfera, ha aggiunto l’esperto, ma quando le tempeste arrivano una dietro l’altra la temperatura rimane alta.
Dopo il picco, almeno altre 2 tempeste geomagnetiche hanno colpito il nostro pianeta: una il 24 marzo, che è stata la tempesta solare più potente a colpire la Terra da più di 6 anni, e un’altra altrettanto potente il 24 aprile. I valori TCI rilevati questi le tempeste sono rimasti alti ma non hanno superato il picco di marzo, ha detto Mlynczak.
Le tempeste geomagnetiche, il massimo solare e i satelliti
Le tempeste geomagnetiche diventano più frequenti e intense durante il massimo solare, una parte del ciclo solare di circa 11 anni in cui il Sole è più attivo e coperto da macchie solari, con intensa produzione di CME e vento solare. Di conseguenza, anche la termosfera terrestre segue un ciclo di circa 11 anni, ha sottolineato Mlynczak. Gli scienziati della NASA e della NOAA hanno previsto che il prossimo massimo solare arriverà nel 2025, il che significa che la tendenza al riscaldamento probabilmente proseguirà nei prossimi anni.
Le variazioni alla termosfera possono rappresentare una sfida per i satelliti in orbita terrestre bassa che sono posizionati attorno al limite superiore della termosfera, ha affermato Mlynczak. “La termosfera si espande mentre si riscalda,” ha spiegato l’esperto, con conseguente “aumento della resistenza aerodinamica su tutti i satelliti e sui detriti spaziali“. Questa maggiore resistenza può avvicinare i satelliti alla Terra, ha affermato Mlynczak, il che potrebbe far schiantare i satelliti l’uno contro l’altro o farli finire completamente fuori dall’orbita, come hanno accaduto ai satelliti Starlink di SpaceX nel febbraio 2022 dopo una tempesta geomagnetica improvvisa.
Gli operatori satellitari possono evitare questi problemi posizionando i veicoli spaziali in un’orbita più alta quando necessario, ma l’imprevedibilità del meteo spaziale rende difficile sapere quando queste manovre sono necessarie fino a quando non è troppo tardi.
Il massimo solare potrebbe anche arrivare prima del previsto. Un recente studio pubblicato il 30 gennaio su Frontiers in Astronomy and Space Sciences suggerisce che il picco di attività solare potrebbe arrivare già alla fine del 2023 ed essere più potente di quanto inizialmente previsto. Se questo scenario dovesse verificarsi, il rischio di un disastro satellitare aumenta ulteriormente.
