Nel mese di maggio 2024, una serie di eventi di eruzione solare ha visto la più grande tempesta geomagnetica in due decenni colpire la Terra. La tempesta, la più grande dalle tempeste solari di Halloween 2003, si è verificata dal 10 al 13 maggio, producendo aurore a sud fino alle isole Canarie al largo dell’Africa, all’Italia, alle Florida Keys negli Stati Uniti e alla Penisola dello Yucatán in Messico. Dall’altra parte del mondo, l’aurora australe è stata osservata nel Queensland, in Australia, in Namibia e nel Brasile meridionale, tra molti altri luoghi.
Ora gli scienziati hanno svelato le origini solari e interplanetarie di questi eventi combinando osservazioni satellitari e immagini della Terra, fornendo ulteriore supporto all’idea che le super tempeste solari siano “tempeste perfette“, ha affermato Ying Liu, dell’Università dell’Accademia cinese delle scienze di Pechino e autore principale dello studio. “La super tempesta di maggio 2024 è stata prodotta da un accumulo di espulsioni di massa coronale, piuttosto che da una singola espulsione di massa coronale (CME). Si tratta essenzialmente di una “tempesta perfetta“, ovvero una combinazione di circostanze che ha portato a un evento di una magnitudo insolita“, ha spiegato.
Lo studio è stato pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
Il picco del ciclo solare
Gli ultimi mesi sembrano aver rappresentato il picco dell’attuale ciclo solare, denominato ciclo 25. È stato più forte del ciclo solare 24, che ha raggiunto il picco all’inizio del 2014, ma più debole degli altri picchi di macchie solari dal 1970.
La super tempesta di maggio tra brillamenti e CME
Nel primo terzo di maggio 2024, una grande e complessa “regione attiva” sul Sole è nata dalla fusione di due complessi gruppi attivi di macchie solari che erano apparsi alla fine di aprile e all’inizio di maggio. Il 13 maggio, questa regione attiva è scomparsa dietro il lembo occidentale del Sole mentre ruotava verso il lato posteriore del Sole, come visto dalla Terra. Ma nei giorni prima, mentre ruotava da est a ovest sulla superficie del Sole, ha prodotto brillamenti solari di classe M/X ed espulsioni di massa coronale.
La classificazione in lettere per i brillamenti solari si riferisce alla quantità massima di energia elettromagnetica a raggi X molli che trasportano verso l’esterno per metro quadrato di spazio (“flusso”), con i brillamenti di classe X che trasportano circa 10 volte il flusso massimo rispetto ai brillamenti di classe M.
Inoltre, le regioni attive hanno prodotto espulsioni di massa coronale, che sono raccolte di materia surriscaldata (“plasma”) espulsa dal Sole che viaggia verso l’esterno attraverso lo spazio, a volte in direzione della Terra.
Le tempeste geomagnetiche
Quando le CME raggiungono la regione magnetica che circonda la Terra, causano tempeste geomagnetiche e possono danneggiare le reti elettriche e, influenzando la ionosfera, alcune apparecchiature radio e di trasmissione. La tempesta più intensa mai osservata è stata l’evento Carrington del 1859, che ha persino causato scintille e incendi in alcune stazioni telegrafiche.
Un modo in cui gli scienziati solari misurano l’intensità delle tempeste geomagnetiche è con l’indice Dst (Disturbance storm time index). È una misura della forza della corrente ad anello attorno alla Terra causata da protoni ed elettroni solari; la corrente ad anello produce un campo magnetico che è direttamente opposto al campo magnetico terrestre e il Dst misura quanto il campo magnetico terrestre è indebolito, espresso come un numero negativo.
La tempesta geomagnetica di maggio 2024
La tempesta geomagnetica di maggio 2024 ha avuto un Dst di -412 nT (nanoteslas; per confronto, sulla sua superficie il campo magnetico terrestre è di circa 45.000 nT). La tempesta solare di Halloween del 2023 ha avuto un Dst di circa -401 nT e si stima che l’evento Carrington abbia raggiunto un Dst di -850 nT.
La regione solare attiva ha prodotto successive CME ad anello.
Il team di ricerca è stato in grado di ottenere risultati chiave sulla formazione di super tempeste solari e su come le variazioni intermedie delle CME influenzano la “geo-efficacia” sulla Terra, ovvero la capacità di una CME di causare tempeste geomagnetiche sopra la Terra. Una è stata menzionata sopra, a sostegno dell’ipotesi che le super tempeste solari siano tempeste perfette in natura.
I ricercatori hanno evidenziato che anche i registri storici di alcuni eventi solari estremi supportano questa ipotesi, come l’evento Carrington del 1859 e la tempesta del marzo 1989 (che ha causato un’interruzione di nove ore di un sistema di distribuzione elettrica nel Quebec, in Canada), entrambi derivanti da successive CME dalle stesse regioni attive del Sole.
Le prime espulsioni complesse nel maggio 2024 hanno mostrato “notevoli differenze nel campo magnetico e nella geo-efficacia associata tra la Terra e STEREO A“, l’ultimo satellite attivo di una coppia di satelliti identici che orbitano attorno al Sole, ha scritto il team di ricercatori, nonostante solo una distanza intermedia tra le macchie solari. E due diversi casi di espulsioni complesse hanno avuto una geo-efficacia contrastante sulla Terra, che il team conclude “è in gran parte dovuta a diverse configurazioni del campo magnetico all’interno della stessa regione attiva”.
“I risultati implicano che gli eventi estremi sono più frequenti di quanto immaginiamo“, ha affermato Liu, rafforzando il fatto che supportano l’ipotesi della “tempesta perfetta” sviluppata da lui e colleghi nel 2019. “La natura e la frequenza delle super tempeste solari mettono alla prova i modelli e le tecniche attuali utilizzati per prevedere il meteo spaziale e sollevano anche serie preoccupazioni su cosa dovremmo fare in termini di sviluppo delle infrastrutture per essere meglio preparati a condizioni meteorologiche spaziali estreme”.
