L’11 maggio 2024 nei cieli delle isole giapponesi di Honshu e Hokkaido, sono apparse delle aurore colorate, innescate da un’intensa tempesta magnetica. Di solito, le aurore osservate a basse latitudini appaiono rosse a causa dell’emissione di atomi di ossigeno. Quel giorno, però, un’aurora rosa salmone è stata osservata per tutta la notte, mentre un’aurora insolitamente alta e a predominanza blu è apparsa poco prima di mezzanotte. L’evento è stato immortalato da smartphone e fotografi amatoriali, consentendo agli scienziati di combinare i dati pubblici con le proprie ricerche e di studiare il fenomeno.
Gli studiosi hanno analizzato i video e le immagini dell’aurora a predominanza blu per stimare l’area del fenomeno e hanno confermato le stime con spettrofotometri. Pubblicata su Earth, Planets and Space, la ricerca è stata guidata da Sota Nanjo, ricercatore post-dottorato presso lo Swedish Institute of Space Physics in Svezia, e dal professor Kazuo Shiokawa dell’Institute for Space-Earth Environmental Research (ISEE) presso la Nagoya University in Giappone.
L’indagine di Nanjo e Shiokawa ha fornito la prima visualizzazione della struttura spaziale delle aurore a predominanza blu durante una tempesta. I ricercatori hanno scoperto che le aurore avevano strutture longitudinali allineate con le linee del campo magnetico, per la prima volta identificate in un’aurora a predominanza blu a bassa latitudine. Hanno anche scoperto che l’aurora si estendeva per circa 1200 km in longitudine, era composta da tre3 strutture separate e variava in altitudine da 400 a 900 km.
Le scoperte di Nanjo e Shiokawa potrebbero cambiare la nostra comprensione delle aurore blu. Si ritiene che la corrente ad anello, una regione a forma di ciambella di particelle cariche che circonda la Terra, sia la fonte di atomi neutri energetici (ENA) che producono aurore a bassa latitudine, tra cui l’aurora rossa. Secondo questo modello, la tempesta ha probabilmente energizzato gli ENA, creando un colorato spettacolo di luce.
Tuttavia, le scoperte del gruppo non possono essere facilmente spiegate da questo meccanismo. Come spiega Shiokawa: “In questo studio, è stata trovata una struttura di diverse centinaia di chilometri nell’aurora a predominanza blu nella direzione longitudinale, che è difficile da interpretare solo tramite l’attività ENA. Inoltre, è improbabile che gli ENA creino strutture aurorali allineate con le linee del campo magnetico, come osservato in questo studio“.
Un’altra possibilità è che l’aurora fosse dovuta allo scattering di risonanza di ioni molecolari di azoto causata dall’irradiazione solare. Tuttavia, la ricerca del gruppo suggerisce che si sia verificato un processo diverso, poiché la luce solare è arrivata solo fino a 700 km, non ai 400 km osservati dai ricercatori. Invece, i loro risultati potrebbero indicare l’intrigante possibilità di un processo non identificato. “I nostri risultati suggeriscono che gli ioni molecolari di azoto potrebbero aver accelerato verso l’alto tramite qualche meccanismo ed essere stati responsabili della formazione dell’aurora a predominanza blu“, ha affermato Shiokawa. “Ad oggi, non è ben compreso come gli ioni molecolari di azoto con un elevato peso molecolare possano esistere a tali altitudini“, ha continuato. “Tali ioni non sono facilmente in grado di esistere per lunghi periodi di tempo a causa della loro massa elevata e dei brevi intervalli di tempo di dissociazione-ricombinazione; tuttavia, vengono osservati ad altitudini elevate. Il processo è avvolto nel mistero“.
Nel complesso, osservazioni ripetute di aurore a predominanza blu, come quella osservata in Giappone, potrebbero fornire indizi per comprendere il principio alla base di come l’azoto possa essere trovato a queste altitudini. Poiché il processo di deflusso di ioni molecolari di azoto nella magnetosfera è importante in tutto, dalla comprensione delle tempeste geomagnetiche all’ambiente di radiazione nello Spazio, queste scoperte potrebbero aiutarci a comprendere i processi che hanno luogo a centinaia di km sopra di noi.
