Coelum Astronomia 230 - 2019 - Page 64

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Cos’è la Meteorologia Spaziale

Il desiderio di prevedere un fenomeno fisico sembra essere un bisogno innato dell’essere umano, che si accompagna alla curiosità di comprendere le leggi che regolano il nostro mondo. La meteorologia spaziale è una disciplina recente, che si propone di capire quali effetti avrà l'attività del Sole sullo spazio interplanetario e, quindi, sul nostro pianeta. La sua applicazione alla sicurezza delle attività spaziali e alla protezione della fragile tecnologia moderna è un naturale punto d’approdo degli studi che, nel corso degli anni, sono stati fatti per comprendere la fisica del Sole, dell’ambiente interplanetario e di quello terrestre, dove hanno luogo gli eventi che a questo riguardo maggiormente ci interessano. Per parlare di meteorologia spaziale, bisogna prima però definire che cosa intendiamo con questo termine.

Può venirci in aiuto la seguente definizione riportata nel Programma Nazionale di Meteorologia Spaziale degli Stati Uniti, secondo cui la Meteorologia Spaziale studia le condizioni su Sole e vento solare ― in magnetosfera, ionosfera e termosfera ― che possono influenzare le prestazioni e l’affidabilità dei sistemi tecnologici spaziali e a terra, e che possono mettere a rischio la vita o la salute umana. Dobbiamo quindi chiarire quali sono le proprietà degli ambienti fisici di cui stiamo parlando, e quali siano i processi che ne determinano le condizioni.

L’origine di ogni fenomeno in meteorologia spaziale è da ricercarsi nella variabilità magnetica del Sole, e nei fenomeni di tipo eruttivo che da essa derivano. L’idea fondamentale è che i campi magnetici in un plasma, qual è per l’appunto lo stato della materia della nostra stella, sono in grado di accumulare energia a partire dai moti del plasma stesso. Quando si verificano delle particolari condizioni di instabilità, questa energia può essere restituita improvvisamente ― sotto forma di energia cinetica della materia, di calore e di fotoni ad alta energia ― tramite un processo che i fisici chiamano riconnessione magnetica, di cui parleremo più avanti. Si verificano allora delle esplosioni a livello della bassa corona del Sole, con emissione nello spazio interplanetario di materia e radiazione elettromagnetica. La modalità con cui tali perturbazioni si propagano, e la loro eventuale pericolosità per il nostro pianeta, dipendono molto dalle condizioni in cui si trovano le regioni di spazio che si trovano ad attraversare.

La meteorologia spaziale nella storia

Prima di prendere in considerazione quanto sappiamo oggi della fisica del Sole e del mezzo interplanetario, vorremmo fare un passo indietro nella storia, e seguire quel filo che dalla poesia delle aurore boreali, ci ha condotto alla meteorologia spaziale.

Aurore polari e tempeste geomagnetiche

Molti in passato si sono lasciati ammaliare dal fascino vagamente inquietante delle aurore boreali. Come è accaduto più volte nella storia dell’umanità, inizialmente si ricorse al mito per spiegare quanto veniva osservato da chi si concedeva al freddo pungente delle notti scandinave. A questo riguardo, è molto suggestivo il racconto finlandese di una volpe, che in ritardo per un ritrovo annuale, con la coda solleva in alto spruzzi di neve, facendoci immaginare le luci di un’aurora.

Con meno poesia e con sobria razionalità, le aurore boreali furono il primo fenomeno di