10:53 01 Ottobre 2020
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Astrofisici giapponesi hanno creato il primo modello fisico per prevedere potenti eruzioni solari. Finora questi fenomeni, potenzialmente pericolosi, venivano studiati solamente in maniera empirica.

I brillamenti solari sono esplosioni forti e improvvise di radiazioni elettromagnetiche sulla superficie del Sole e nella sua corona, in cui particelle di plasma ed alta energia vengono scagliate nello Spazio interplanetario.

Poiché questi grandi bagliori sul Sole causano gravi disturbi e i flussi di plasma portano al verificarsi di tempeste geomagnetiche che influenzano non solo tecnologia e telecomunicazioni ma anche possono alterare alcuni processi biologici sulla Terra, gli scienziati hanno da sempre cercato il modo di prevedere tali fenomeni nel modo più accurato possibile. Tuttavia, poiché il meccanismo stesso della formazione delle eruzioni solari non è chiaro, la maggior parte dei metodi di previsione finora erano stati puramente empirici. Cioè finora si era arrivati a ‘leggere’ il verificarsi delle eruzioni non appena avvenute, ma questo dava un margine di tempo di avvertimento insufficiente - solo il tempo necessario al plasma eruttato di percorrere la distanza Sole-Terra - oppure si procedeva con l’osservazione delle attività solari per dedurne statisticamente cosa sarebbe avvenuto – ma questo, ovviamente, dava margine di imprecisione troppo alto.

Gli astrofisici dell'Università di Nagoya, in Giappone, pare ora abbiano finalmente sviluppato un primo modello fisico teorico in grado di prevedere sia con precisione, che con maggiore margine temporale, questi fenomeni. Questo studio, pubblicato sulla rivista Science, si spera potrà permettere in un futuro prossimo di prevenire i danni provocati dalle tempeste solari più potenti.

Il nuovo metodo, chiamato "circuito kappa" (circuito K), si basa sulla teoria delle turbolenza magnetoidrodinamiche causate dalle riconnessioni magnetiche. I ricercatori hanno ipotizzato che la riconnessione su piccola scala delle linee del campo magnetico potrebbe formare un campo magnetico a doppio arco (a forma di m) e innescare l'inizio di un brillamento solare.

I brillamenti solari sono strettamente correlati al campo magnetico del Sole. Mentre le linee del campo magnetico terrestre sono statiche, dal polo sud al nord, la superficie del Sole è un mare caotico di ioni ed energia termica, il che complica notevolmente le linee del campo magnetico.

​Il diagramma K presume che i brillamenti solari si verifichino quando molte linee di campo magnetico si fondono in un anello molto più grande. Ma questo può essere causato, ad esempio, anche dall’incidenza di microcampi di particelle sulla superficie.

"In alcuni punti della montagna, un piccolo movimento può innescare una valanga, ma in altri luoghi causerà solo una crepa", ha spiegato in un comunicato stampa universitario il capo della ricerca Kanya Kusano, direttore dell'Istituto per la ricerca sull'ambiente spaziale e terrestre. “Implementeremo la nostra teoria per calcolare quante riconnessioni magnetiche in una data posizione sono necessarie affinché si verifichi un brillamento solare", ha aggiunto.

Il nuovo metodo di previsione utilizza immagini satellitari per trovare posizioni sul Sole in cui vengono create queste concentrazioni di riconnessioni magnetiche che portano ai brillamenti solari. Queste osservazioni potrebbero anche mettere in allerta sulle possibili dimensioni dei potenziali focolai.

Il metodo non è in grado di prevedere con grandissimo margine il momento del brillamento, ma dal momento in cui iniziano a concentrarsi le riconnessioni magnetiche al momento del brillamento vero e proprio, può far guadagnare molte ore, secondo gli scienziati giapponesi, quasi raddoppiando i tempi di avvertimento che si hanno con la sola osservazione delle tempeste già in atto (dal momento del brillamento al contatto con il campo magnetico della Terra passano dalle 24 alle 36 ore).

Si tratterebbe di un margine di tempo molto prezioso che permetterebbe di mettere in sicurezza voli aerei, telecomunicazioni, sistemi di navigazione, astronauti e gli esseri umani più esposti.

Il modello di previsione è stato testato su circa 200 regioni del Sole durante il loro periodo attivo. Per ogni regione, i dati sono stati analizzati dal satellite Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA durante i cicli di attività solare di 24 ore dal 2008 al 2019. Con poche eccezioni, il modello ha dimostrato di essere in grado di prevedere con successo i più grandi brillamenti solari (brillamenti di classe X), così come la posizione esatta da cui sarebbero poi emersi nelle 20 ore successive.

I ricercatori asseriscono con buona convinzione che, nonostante il fatto lo schema richieda ancora miglioramenti, il modello sia già in grado di prevedere i brillamenti solari in modo molto più affidabile di tutti i precedenti metodi.

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