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Un nuovo tool per prevedere le tempeste solari

Un nuovo tool per prevedere le tempeste solari
Credit: NASA

Le grandi tempeste geomagnetiche in arrivo dal Sole potrebbero, d'ora in avanti, essere previste con oltre 24 ore di anticipo. In questo modo si avrebbe il tempo necessario per fronteggiare le temute espulsioni di massa coronale (CME) che potrebbero danneggiare la nostra tecnologia, in particolare i satelliti in orbita, perturbare le trasmissioni radio e provocare blackout.

Certo, non tutte le tempeste solari sono così devastanti ma, tuttavia, attualmente i satelliti riescono solo a stimare l'orientamento del campo magnetico di un'espulsione di materia con un preavviso massimo di 30 / 60 minuti. Un tempo insufficiente per intervenire. Ora, però, un nuovo strumento, sviluppato da un team guidato dal dottor Neel Savani, ex-alunno e Visiting Researcher presso l'Imperial College di Londra e scienziato del Goddard Space Flight Center della NASA, potrebbe far la differenza.
I dettagli sono stati pubblicati sulla rivista Space Weather.

 Predicting the magnetic vectors within coronal mass ejections arriving at Earth: 1. Initial architecture [abstract]

The process by which the Sun affects the terrestrial environment on short timescales is predominately driven by the amount of magnetic reconnection between the solar wind and Earth's magnetosphere. Reconnection occurs most efficiently when the solar wind magnetic field has a southward component. The most severe impacts are during the arrival of a coronal mass ejection (CME) when the magnetosphere is both compressed and magnetically connected to the heliospheric environment. Unfortunately, forecasting magnetic vectors within coronal mass ejections remain elusive. Here we report how, by combining a statistically robust helicity rule for a CME's solar origin with a simplified flux rope topology, the magnetic vectors within the Earth-directed segment of a CME can be predicted. In order to test the validity of this proof-of-concept architecture for estimating the magnetic vectors within CMEs, a total of eight CME events (between 2010 and 2014) have been investigated. With a focus on the large false alarm of January 2014, this work highlights the importance of including the early evolutionary effects of a CME for forecasting purposes. The angular rotation in the predicted magnetic field closely follows the broad rotational structure seen within the in situ data. This time-varying field estimate is implemented into a process to quantitatively predict a time-varying Kp index that is described in detail in paper II. Future statistical work, quantifying the uncertainties in this process, may improve the more heuristic approach used by early forecasting systems.

"Più la tecnologia entra nelle nostre vite, più i disagi dovuti ad eventi meteorologici spaziali influiscono nel quotidiano", ha detto il dottor Savani. "Superare la barriera della 24 ore di previsione è fondamentale per affrontare in modo efficace i potenziali problemi prima che si verifichino".

Gli orientamenti dei campi magnetici all'interno delle espulsioni di massa coronale dipendono da due fattori: la loro forma iniziale nel momento in cui sono eruttati dal Sole e la loro evoluzione mentre viaggiano verso la Terra. I CME provengono in genere da due punti sulla superficie del Sole e formano una nube di plasma a forma di croissant che va da un punto all'altro. Questa nube è piena di campi magnetici intrecciati che cambiano forma mentre viaggiano nello spazio. Se uno di questi campi magnetici incontra quello terrestre, con un certo orientamento, i due si collegano, 'aprendo una porta' che permette al plasma di entrare e causare una tempesta geomagnetica.

Finora le previsioni erano in grado di sfruttare i dati dei CME in partenza dal Sole ma non riuscivano a modellare efficacemente il loro arrivo verso la Terra. La nuova tecnica, invece, permette di osservare più da vicino le regioni di emissione dell'espulsione di massa coronale e si avvale di una serie di osservatori per monitorare e modellare l'evoluzione della nube.

Il modello è stato testato in otto occasioni con risultati promettenti. Se ulteriori test della NASA produrranno esiti altrettanto positivi, il sistema potrebbe presto essere utilizzato dal NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) negli Stati Uniti e dal Met Office nel Regno Unito per prevedere le tempeste geomagnetiche.

Riferimenti:
- http://phys.org/news/2015-06-tool-large-solar-storms-hours.html

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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