Mentre il plasma o il vento solare fluisce dal Sole con velocità di oltre un milione e mezzo di chilometri orari, spinge energia, massa e quantità di moto verso la magnetosfera terrestre, creando onde spaziali. Il vento solare in rapido movimento non può passare direttamente attraverso lo scudo magnetico del nostro pianeta, quindi tuona lungo la magnetosfera, spingendo le onde di Kelvin-Helmholtz che hanno dei picchi fino a 15.000 chilometri di altezza e 40.000 chilometri di lunghezza.
Queste onde spaziali si verificano molto più frequentemente durante le stagioni primaverili e autunnali, hanno riferito i ricercatori, mentre l'attività è scarsa durante l'estate e l'inverno.

Il campo magnetico terrestre nasce nel profondo della Terra, generato dall'azione vorticosa del ferro liquido nel nucleo esterno a circa 3.000 chilometri sotto i nostri piedi. La sua struttura è assimilabile a quella di un dipolo magnetico, in cui i poli magnetici sono vicini ma non coincidenti con i poli geografici. Il campo magnetico protegge la vita sulla Terra dalle radiazioni dannose provenienti dallo spazio e dalla nostra stella

L'ultimo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, mostra che le variazioni stagionali e giornaliere nell'inclinazione dell'asse magnetico della Terra, verso o lontano dal Sole, possono innescare cambiamenti nelle onde spaziali con grande lunghezza d'onda.


Lo studio

I ricercatori dell’Embry-Riddle Aeronautical University hanno monitorato le onde spaziali analizzando un intero ciclo solare (che dura11 anni) con i dati delle missioni Themis (Time History of Events and Macro scale Interactions during Substorms) e Mms (Magnetospheric Multiscale) della Nasa.

I risultati hanno mostrato che questi fenomeni aumentano in primavera e in autunno con un picco in prossimità degli equinozi, mentre diminuiscono in estate e in inverno, scomparendo quasi del tutto in prossimità degli solstizi. Alla base di tali variazioni c'è l'’inclinazione del dipolo magnetico terrestre che diventa così un elemento chiave nel determinare la capacità del vento solare di insinuarsi nella magnetosfera terrestre.

I ricercatori tentano da tempo di comprendere le variazioni stagionali e diurne dell'attività geomagnetica, avanzando diverse ipotesi. Ad esempio, l'effetto Russell-McPherron (R-M), descritto per la prima volta nel 1973, spiega perché le aurore sono più frequenti e più luminose in primavera e in autunno, sulla base dell'interazione tra l'inclinazione del dipolo terrestre e un piccolo campo magnetico vicino all'equatore del Sole.
"Non abbiamo ancora tutte le risposte", ha affermato la dott.ssa Katariina Nykyri, professoressa di fisica e direttrice associata del Centro di Ricerca Spaziale e Atmosferica alla Embry-Riddle, "ma il nostro articolo mostra che l'effetto R-M non è l'unica spiegazione per la variazione stagionale delle attività geomagnetiche. Gli eventi guidati dall'equinozio, basati sull'inclinazione del dipolo terrestre e gli effetti R-M potrebbero operare simultaneamente".

 

Sicurezza in orbita

"Attraverso queste onde, le particelle di plasma del vento solare possono propagarsi nella magnetosfera, portando a variazioni nei flussi della fascia di radiazioni di particelle energetiche, regioni di radiazioni pericolose [fasce di Van Allen], che possono influenzare la sicurezza degli astronauti e le comunicazioni satellitari", ha affermato Shiva Kavosi, ricercatore associato dell'Embry-Riddle e primo autore del documento. "A terra, questi eventi possono avere un impatto sulle reti elettriche e sui sistemi di posizionamento globale".

Descrivere le proprietà delle onde spaziali e i meccanismi che le fanno intensificare è la chiave per comprendere e prevedere il tempo meteorologico spaziale, ha osservato Kavosi: "Gli eventi meteorologici spaziali rappresentano una minaccia crescente ma in molti casi non capiamo esattamente cosa li controlla. Qualsiasi progresso che possiamo fare nella comprensione dei meccanismi alla base dei disturbi meteorologici spaziali migliorerà la nostra capacità di fornire previsioni e allarmi".