Una nuova ricerca suggerisce che comprendere i fattori comuni agli spettacoli di luci celesti sulla Terra, Saturno e Giove può aiutare a prevedere il rischioso meteo spaziale. Le meravigliose aurore boreali e australi sono esempi di aurore sulla Terra molto familiari agli osservatori del cielo. All’inizio di maggio, la Terra ha sperimentato l’evento di aurora più potente degli ultimi 21 anni, ricordandoci la straordinaria bellezza di questi fenomeni.
Le aurore si generano sui poli del nostro pianeta quando le particelle cariche che compongono il vento solare colpiscono il campo magnetico protettivo della Terra noto come magnetosfera. Queste particelle viaggiano lungo le linee del campo magnetico, interagendo con gli atomi nella nostra atmosfera e facendo sì che emettano luce. Il bombardamento di particelle cariche dal Sole non genera solo splendidi spettacoli di luce sulla Terra, però. Può anche causare “meteo spaziale”, come tempeste geomagnetiche che a volte minacciano satelliti, sistemi di comunicazione e persino infrastrutture energetiche sulla Terra.
Aurore anche su altri pianeti
Il nostro pianeta non è l’unico mondo del Sistema Solare che sperimenta aurore ai suoi poli. Questi incredibili spettacoli di luci si verificano anche sui giganti gassosi Giove e Saturno, così come sul gelido gigante ghiacciato Urano. Infatti, le aurore dovrebbero essere possibili attorno a qualsiasi pianeta con un’atmosfera e un campo magnetico e, come hanno scoperto gli astronomi nel 2018, le aurore possono essere viste anche sugli esopianeti.
I campi magnetici della Terra, Saturno e Giove sono simili in quanto hanno tutti una geometria a forma di imbuto. Ciò fa sì che particelle energetiche come gli elettroni nel vento solare precipitino nelle regioni polari, localizzando tutte le aurore – tranne le più forti – ai poli di questi pianeti.
Ci sono molti modi in cui le aurore vengono generate su ciascuno di questi pianeti, tuttavia, il che li rende unici l’uno dall’altro. Le differenze nella forza dei campi magnetici, la velocità di rotazione di questi pianeti, le condizioni dei venti solari quando colpiscono i pianeti e persino l’attività delle lune attorno a questi mondi possono dare origine a strutture aurorali diverse.
L’interazione tra vento solare e rotazione planetaria
Eppure, nonostante queste differenze, un team di scienziati del Dipartimento di Scienze della Terra presso l’Università di Hong Kong (HKU) pensa che una comprensione unificata di come il vento solare guida le aurore su vari pianeti potrebbe portare a importanti applicazioni pratiche. Questa unità può aiutarci a monitorare, prevedere ed esplorare gli ambienti magnetici del nostro Sistema Solare, incluso quello attorno alla Terra.
“Il nostro studio ha rivelato la complessa interazione tra vento solare e rotazione planetaria, fornendo una comprensione più profonda delle aurore su diversi pianeti”, ha affermato Binzheng Zhang, capogruppo e scienziato della HKU. “Queste scoperte non solo miglioreranno la nostra conoscenza delle aurore nel nostro Sistema Solare, ma si estenderanno anche potenzialmente allo studio delle aurore nei sistemi esoplanetari”.
Per studiare le dinamiche del campo magnetico planetario, il team ha esaminato il modo in cui i campi elettromagnetici come quelli della magnetosfera terrestre interagiscono con fluidi elettricamente conduttivi che svolgono il ruolo di particelle cariche nei venti solari. La modellazione in tre dimensioni li ha aiutati a comprendere meglio come le aurore su diversi pianeti assumano forme o “morfologie” diverse. Questo può quindi essere utilizzato per comprendere come queste diverse morfologie delle aurore influenzino varie condizioni planetarie.
Stando a quanto emerge, la combinazione delle condizioni del vento solare e della rotazione planetaria porta a un nuovo parametro che controlla la struttura principale delle aurore. Questo può spiegare esattamente perché si osservano diverse strutture aurorali sulla Terra, Saturno e Giove. Il fatto che le diverse aurore della Terra e di Giove possano essere spiegate utilizzando un quadro unificato è stata una grande sorpresa, ha affermato il team.
L’interazione dei venti stellari con i campi magnetici planetari è un processo fondamentale nel cosmo. Quindi, non solo queste scoperte potrebbero aiutarci a comprendere meglio l’ambiente magnetico della Terra e del più ampio Sistema Solare, ma potrebbero anche aiutarci a comprendere meglio le condizioni dei sistemi planetari distanti.
La ricerca del team è stata pubblicata sulla rivista Nature Astronomy.
