Uno studio dell’Università di Southampton ha rivelato un nuovo, intrigante indizio sul mistero che scatena periodi di intensa attività dai colori vivaci durante le aurore boreali e australi. Noto come “sottotempesta magnetosferica“, questo maestoso fenomeno, che ricopre il cielo notturno di verde e viola, è quasi sempre preceduto da ciò che gli scienziati spaziali chiamano “perle aurorali“, un’onda a forma di collana di molteplici punti luminosi che alla fine evolvono in tempesta. Gli scienziati di Southampton hanno ora dimostrato che esiste un collegamento tra queste perle aurorali e l’intensità delle onde radio a bassa frequenza sopra l’aurora nella magnetosfera terrestre, una vasta area attorno al nostro pianeta dominata dal suo campo magnetico.
I loro risultati sono pubblicati su Nature Communications.
Come si innescano aurore e sottotempeste
“L’aurora boreale e l’aurora australe sono causate da particelle cariche provenienti dallo spazio che si scontrano con atomi e molecole nella nostra atmosfera“, spiega il fisico Dr. Daniel Whiter dell’Università di Southampton. “Le particelle espulse dal Sole fluiscono attraverso il Sistema Solare portando con sé il campo magnetico solare, e questo ‘vento solare’ è la fonte di energia per l’aurora”.
“Le sottotempeste aurorali sono causate dall’accumulo e dal successivo rilascio di energia magnetica immagazzinata nella magnetosfera terrestre durante la sua interazione con il flusso del vento solare. Tuttavia, non è ancora del tutto chiaro cosa inneschi esattamente questa scarica improvvisa e spettacolare di energia”.
Un team internazionale di ricercatori, guidato da fisici di Southampton, ha esaminato i dati raccolti da osservatori terrestri, satelliti di imaging e antenne radio a bordo di sonde spaziali, tra cui la sonda spaziale “Polar” della NASA, la sonda spaziale giapponese “Arase” e telecamere dislocate in Lapponia gestite dall’Istituto Meteorologico Finlandese.
In particolare, il team si è concentrato sull’esame della radiazione chilometrica aurorale (AKR), emissioni radio naturali prodotte nello spazio vicino alla Terra, direttamente sopra l’aurora.
Gli scienziati hanno scoperto che prima che si verifichi una sottotempesta, si verifica un segnale distinto nell’attività AKR quasi esattamente nel momento in cui le perle aurorali diventano visibili. Questa raffica di emissioni di onde radio aumenta improvvisamente di intensità all’inizio della sottotempesta.
Nuovi indizi dalle emissioni di onde radio
Indagato per la prima volta, questo segnale radio distinto fornisce importanti indizi sui processi fisici che avvengono prima e durante l’inizio della sottotempesta, producendo firme sia nell’aurora visibile che nelle emissioni radio invisibili.
L’autore principale dello studio, il ricercatore post-dottorato Dr. Siyuan Wu dell’Università di Southampton, afferma: “le sottili strutture con deriva di frequenza osservate nell’AKR forniscono una prova diretta della formazione di strutture di potenziale elettrico su piccola scala lungo le linee del campo magnetico collegate alle perle aurorali. La loro periodicità e velocità di propagazione mostrano una notevole coerenza in più set di dati. Insieme, questi risultati forniscono nuove prove sulla generazione delle perle aurorali e sul processo di innesco delle sottotempeste”.
Gli scienziati ritengono che questo potrebbe essere un meccanismo universale che si manifesta non solo nelle aurore boreali e australi della Terra, ma anche nella magnetosfera di alcuni pianeti del nostro Sistema Solare, come Saturno e Giove. Sperano che la loro ricerca possa ora essere sviluppata per comprendere appieno cosa innesca le sottotempeste aurorali.
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