Gli esseri umani hanno trascorso millenni in soggezione davanti alla bellissima aurora boreale nel cielo notturno. E mentre da tempo siamo rimasti incerti su cosa li causa, i fisici hanno finalmente capito esattamente come funziona il fenomeno.
Secondo un nuovo articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, tutto inizia dal sole. In particolare, quando forti perturbazioni sul sole provocano uno strattone al campo magnetico terrestre. Disturbi violenti, come enormi tempeste geomagnetiche, non sono rari e le ripercussioni di questi eventi possono estendersi oltre il sole in tutto il resto del nostro sistema solare. E per noi qui sulla Terra, di solito lo vediamo manifestato come aurore.
Quei forti disturbi attirano il campo magnetico del nostro pianeta, simile a un elastico. Quando il campo torna indietro, c’è un rinculo che provoca increspature ondulate, chiamate onde di Alfvén, che si verificano a circa 80.000 miglia dal suolo. Le onde accelerano più si avvicinano alla Terra, grazie all’attrazione magnetica del pianeta. A volte, gli elettroni ottengono un passaggio su queste onde di Alfvén, raggiungendo velocità fino a 45 milioni di miglia orarie mentre si muovono nello spazio.
George Howes, professore associato di fisica e astronomia dell’Università dell’Iowa, ha affermato: “È stato in qualche modo teorizzato che è lì che avviene lo scambio di energia. Ma nessuno aveva mai avuto una dimostrazione definitiva che le onde di Alfvén accelerino effettivamente questi elettroni nelle condizioni appropriate che si hanno nello spazio sopra l’aurora".
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"Pensa al surf", ha detto Jim Schroeder, assistente professore di fisica al Wheaton College e l’autore principale dell’articolo ha dichiarato: "Per surfare, devi remare alla giusta velocità affinché un’onda oceanica ti sollevi e ti acceleri, e abbiamo scoperto che gli elettroni stavano navigando. Se si muovessero con la giusta velocità rispetto all’onda, verrebbero ripresi e accelerati".
Quando questi elettroni alla fine raggiungono la sottile atmosfera superiore della Terra, entrano in collisione con le molecole di ossigeno e azoto. Questo li manda in uno stato eccitato, ma mentre si calmano, rilasciano luce, alias un’aurora.
Austin Montelius/College of Liberal Arts and Sciences, Università dell’Iowa
"Nessuno lo aveva mai misurato prima tra gli elettroni e le onde di Alfvén", ha detto Schroeder. Gli scienziati erano entusiasti di poter finalmente condurre un esperimento in grado di testare adeguatamente la loro intuizione sulle onde di Alfvén che accelerano gli elettroni.
Normalmente, un tale esperimento dovrebbe essere condotto in un ambiente il più vicino possibile alla realtà; per ovvie ragioni, tuttavia, è impossibile per gli scienziati testare di nuovo le cose nello spazio, controllare gli eventi solari o rendere conto di altri fattori nel nostro sistema solare. Invece, i ricercatori hanno utilizzato il Large Plasma Device presso la Basic Plasma Science Facility, che si trova presso l’Università della California, a Los Angeles, per ricreare l’interazione.
I ricercatori ritengono che i risultati creeranno probabilmente una comprensione più ampia di come le particelle vengono energizzate e di come tali eventi solari influiscono sulla Terra e sull’area circostante (compresi i nostri numerosi satelliti).
tramite NPR