Questa è la scienza dietro l'aurora boreale

Sotto i cieli limpidi e freschi delle regioni polari, è spesso possibile vedere luci danzanti rosa, blu e verdi. Può sembrare magico mentre ondeggia e si muove, ma la scienza dietro la luce è nota fin dalla fine del 19° secolo.

L’aurora verde significa che le particelle cariche del sole interagiscono con l’ossigeno nell’atmosfera. Anche l'aurora rossa è ossigeno, ma a un'altitudine più elevata. Il ricercatore Aditi Bhatnagar spiega che l'aurora boreale blu e rosa deriva dall'interazione con l'azoto a basse altitudini.

Bhatnagar effettua ricerche sulla fisica solare RoCS – Centro Roseland di Eliofisica all'Università di Oslo ed è affascinato dall'aurora boreale. Studia alcuni dei processi che avvengono al sole.

Da quando il fisico Christian Birkeland lanciò la teoria completa dell’aurora nel 1896, gli scienziati hanno cercato di capire di più sulla relazione tra l’attività del Sole e i suoi effetti sulla Terra e sull’atmosfera terrestre, nota anche come meteorologia spaziale.

La meteorologia spaziale è le condizioni che si verificano negli strati superiori dell'atmosfera terrestre come risultato dell'attività del Sole.

Un piccolo magnete sulla superficie del sole

– La parte dell'attività solare che possiamo vedere si chiama fotosfera, spiega Bhatnagar.

Inoltre, spiega, esistono molti strumenti diversi in grado di vedere diversi strati dell'atmosfera solare. Bhatnagar presenta l'immagine di una superficie infuocata ed esplosiva. Dall'interno del Sole il plasma risale in superficie e poi ridiscende. Questo può essere visto sulla fotosfera.

La superficie è granulosa. Lungo tutti i bordi del grano è più scuro. Bhatnagar spiega che la massa calda sale in superficie al centro del chicco e ridiscende lungo i lati. Indica un'area che appare completamente nera.

– Spiega che questa è una macchia solare. Di solito è composto da due punti: uno positivo e uno negativo, come una calamita.

Bhatnagar spiega che le macchie solari sono aree in cui l'attività magnetica concentrata dall'interno del Sole raggiunge la superficie. In queste zone la temperatura è più bassa e quindi appare più scura.

In futuro ci saranno più macchie solari

– Sappiamo che l'attività solare avviene in cicli, dice Bhatnagar.

I corsi sono undici anni. All'inizio del ciclo solare l'attività sul Sole sarà scarsa, ma dopo cinque o sei anni raggiungerà il massimo. Durante questo periodo, il numero di macchie solari aumenterà in modo significativo.

Bhatnagar dice che ora siamo nel ciclo solare 25. È iniziato a dicembre 2019. Quindi, Bhatnagar pensa che probabilmente avremo un'attività più intensa sul Sole intorno al 2024-2025.

Ciò a sua volta potrebbe portare a un maggior numero di aurore boreali qui.

Il ciclo di undici anni è ancora una volta parte di un ciclo di 22 anni in cui il campo magnetico del Sole si inverte. Quest’area di ricerca è conosciuta come la dinamo solare ed è ancora in fase di ricerca.

Le macchie solari producono eruzioni che possono distruggere i satelliti

A causa dei movimenti sulla superficie, i campi magnetici emessi dalle macchie solari si comprimono e si spezzano. Quindi rilascia grandi quantità di energia a tutte le lunghezze d'onda dello spettro elettromagnetico.

Gli scienziati lo chiamano brillamento solare o esplosione solare (Brillamenti solari) e appaiono molto luminosi sulla superficie del sole. A volte il materiale di queste esplosioni viene espulso dal Sole. Questo è ciò che i ricercatori chiamano espulsioni di massa coronale, o “espulsioni di massa coronale”.

La velocità di queste eruzioni di massa coronale può variare da poche centinaia a qualche migliaio di chilometri al secondo. A seconda della velocità, della direzione e della zona dell’eruzione è possibile prevedere quando arriverà fino a noi nel giro di poche ore.

Se abbastanza potente, potrebbe distruggere i moderni satelliti e le comunicazioni.

Tali brillamenti solari sono elencati nella lista delle maggiori minacce per la nostra comunità stilata dalla Direzione per la sicurezza e la preparazione della comunità (DBS). Un rapporto del 2019 suggerisce, tra le altre cose, che le possibili misure sarebbero un migliore monitoraggio e allerta della meteorologia spaziale.

Cerca le eruzioni solari

Data l’importanza della previsione meteorologica spaziale, molti ricercatori sono coinvolti in questo campo di ricerca.

All'Università di Oslo, i ricercatori del RoCS sono coinvolti in progetti per scoprire la causa delle macchie solari e delle tempeste solari. Tra le altre cose, i ricercatori stanno esaminando i dati di due satelliti: Orbita solare E Sonda solare Parker.

Orbita solare Scatterà foto dei poli del sole, cosa mai fatta prima. Sonda solare Parker Si avvicinerà al Sole più di qualsiasi altro oggetto creato dall’uomo. Non scatterà foto, ma misurerà piuttosto i campi elettromagnetici e le particelle del vento solare.

Nessun altro corpo creato dall'uomo è stato più vicino al Sole di… Sonda solare Parker. In questo modo, la ricerca di base può essere molto importante per la sicurezza sociale e la preparazione.

I satelliti di Elon Musk sono stati sottoposti ad un'espulsione di massa coronale

Trascorre molto tempo tra ogni momento in cui l'attività solare ha un effetto devastante sulla Terra. DBS calcola circa 100 anni tra ogni evento catastrofico. Ma le tempeste non sono così rare come vorremmo.

Bhatnagar dice che recentemente c'è stato un avvertimento su Space Weather Live riguardo a una “interruzione radio” in alcune aree della Terra. Non è raro, ma ci sono molte cose che devono andare a posto perché ci colpisca.

Il Sole emette costantemente materiale o plasma nello spazio. Questo è noto come vento solare.

– Abbiamo un monitoraggio continuo del vento solare utilizzando satelliti posizionati tra il Sole e la Terra, spiega Bhatnagar.

Un'eruzione solare può essere pericolosa se avviene lungo la longitudine centrale del Sole e ha una polarità magnetica opposta al campo magnetico terrestre.

L'anno scorso la società Starlink di Elon Musk avrebbe dovuto lanciare 49 satelliti. 40 di loro non raggiunsero mai l'orbita prevista perché furono colpiti da espulsioni di massa coronale. Invece sono caduti di nuovo, spiega Bhatnagar.

Suggerimenti per prevedere l'aurora boreale

Nella sala relax del Roseland Center è presente un grande schermo al centro della sala. Visualizza le immagini del Sole scattate con vari dispositivi.

Le immagini vengono aggiornate regolarmente. Spesso puoi vedere macchie scure in alcune lunghezze d'onda del sole. Questi sono chiamati buchi coronali e sono la fonte del vento solare ad alta velocità.

Una volta oltre la longitudine centrale, i venti solari provenienti da queste regioni possono impiegare circa tre giorni per raggiungere la Terra e causare condizioni geomagnetiche.

Quindi, Bhatnagar può guardare lo spettacolo quando è una buona giornata per vedere l'aurora boreale. Oltre a canali come spaceweatherlive.com E la TV nella sala relax ha un altro trucco per sapere quando è una buona idea portare vestiti caldi e una buona macchina fotografica:

Bhatnagar mostra la telecamera meteorologica in tempo reale di Blindern. La telecamera mostra la vista dal tetto dell'Istituto Meteorologico e può essere vista Un anno No.

La migliore vista da Sognsvann

– Quando si accende l'aurora boreale, puoi vederla qui – e poi sai che devi uscire, dice.

– Lo seguo, perché se c'è qualche possibilità di vedere l'aurora boreale vicino a Oslo, voglio vederla. Mi spiegò che dopo averla vista una volta, volevo rivederla, perché è così con l'aurora boreale, vuoi vederla di nuovo.

Quando vedi l'aurora boreale sulla telecamera meteorologica, prendi la metropolitana per Sognsvan. Da lì, pensi di avere buone possibilità di vedere l'aurora boreale nei giorni in cui è possibile.

Queste telecamere si trovano in diverse città. Bhatnagar spiega che Hamar ha una telecamera puntata a nord. Se l’aurora boreale appare lì, probabilmente arriverai a Oslo un po’ più tardi.

Inoltre, ci sono app che avvisano dell'aurora boreale.