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Le carezze del Sole hanno raggiunto l’Italia

Er Sole. Er nostro amato Sole a cui ‘a vita dovemo. Sta là, a circa 150 mioni de km da noi, e continua a brilla’. A noi ce sembra pacioso, giallo e assai sereno ma lui nun ferma mai ‘a sua bruciante attività

A “soli” 150 milioni di km da noi, corrispondenti a 8 minuti luce, brilla la stella più eccezionale che ci sia, almeno dal nostro punto di vista: il Sole. Specifico “dal nostro punto di vista” perché il nostro amato Sole scientificamente viene categorizzato come “Stella di sequenza principale di tipo G (G2V)” anche detta “Nana Gialla”. Semplificando, significa che è una stella che si trova “nel mezzo del cammin di sua vita” (ha circa 4 miliardi e mezzo di anni), che emette luce bianco-giallina (dovuta a una temperatura superficiale di circa 5500 gradi), nemmeno così grande nonostante abbia una massa pari a più di 300000 volte quella della nostra Terra e un raggio di circa 110 volte più grande.

Dal sito di “Sorvegliati Spaziali”: l’aurora boreale scattata dalla fotografa professionista Giorgia Hofer il 10 maggio ore 22:34. Luogo: Casera Razzo, Dolomiti, Vigo di Cadore (BL)

Quindi, come Stella, il nostro Sole non è niente di speciale, non ha nemmeno abbastanza massa per esplodere in una Supernova alla fine della sua vita tra circa 5 miliardi di anni ma si trasformerà in una Gigante Rossa (più grande e fredda) che ingloberà anche la Terra, per poi iniziare una seconda vita come Nana Biana (più piccola e calda). 

Eppure, per noi Sole significa Vita ed è talmente vicino a noi da oscurare la luce di tutte le altre stelle presenti nell’Universo, quando siamo rivolti verso di lui. Questione di punti di vista, c’è poco da fare. Per noi è la nostra meravigliosa Stella e nessuno, nemmeno la Scienza, può dirci che non si questo granché. Figuriamoci poi quando ci regala spettacoli come quello che c’è stato la notte del 10 maggio scorso: l’aurora boreale in Italia!

Dettaglio della “Granulazione solare” in fotosfera. Credits: NASA

Sono certa che chiunque di voi stia leggendo questo articolo sia stato con gli occhi verso il cielo quella notte, anche senza sapere bene cosa cercare. Ma cos’è successo esattamente? Perché abbiamo visto un’aurora boreale nel nostro paese? E poi, belle le aurore, pazzesche, ma cosa sono, cosa le provoca?

Iniziamo questo viaggio insieme. Chiudiamo gli occhi e proiettiamoci vicinissimi al nostro Sole, fingendo di essere totalmente immuni al suo calore, alle radiazioni, alla sua luminosità accecante e a tutto ciò che di nocivo c’è da quelle parti. Ci accorgeremmo che la sua superficie non è affatto liscia e “paciosa” come nei disegni dei bambini ma bolle come l’acqua prima che buttiamo la pasta. Solo che non si tratta di acqua ma di plasma, il quarto stato della materia, il cui corrispettivo per noi più familiare è il magma che fuoriesce dai vulcani. Questo “ribollire” del Sole è dovuto ai moti convettivi che muovono continuamente bolle di gas che salgono e scendono senza sosta dalla superficie del Sole, creando il fenomeno della “granulazione solare” che caratterizza la Fotosfera (“Sfera di luce”, banalmente la superficie solare) [FOTO]. Sono questi movimenti continui di gas incandescente a rendere il Sole sempre diverso da se stesso, anche se a noi potrebbe non sembrare. L’attività del Sole, infatti, ha un ciclo di 11 anni circa, cioè 11 sono gli anni che intercorrono tra i due minimi della sua attività. Come lo sappiamo? Grazie alle macchie Solari [FOTO].

Osservate per la prima volta da Galileo nel 1610, abbiamo iniziato a monitorarle dal 1755 circa. Il loro numero varia moltissimo (possono essere del tutto assenti durante un minimo) proprio in base all’attività solare e ci ha permesso di notare questo ciclo undecennale. In base a questo possiamo dire che il Sole oggi è quasi al massimo del suo 25° ciclo, e lo raggiungerà nel 2025. 

Le “macchie solari” sono chiamate così perché appaiono come zone più scure rispetto alla superficie della nostra stella e il motivo è che sono “più fredde”: 3800 gradi circa contro i 5500 della Fotosfera. Ciò che le raffredda è l’intensità del campo magnetico che in quelle regioni è talmente elevata da inibire i moti convettivi del gas, di cui abbiamo parlato, bloccando quindi l’ “ebollizione” del plasma e raffreddando la zona. Proprio la presenza di un campo magnetico sopra la media, fa sì che in corrispondenza delle macchie solari avvengano quasi tutti i fenomeni più “esplosivi” del Sole come i “flare”, esplosioni legate al passaggio dell’energia dal campo magnetico alla materia, scaldandola fino a milioni di gradi e portando a emissione di radiazione elettromagnetica e spesso anche di “massa coronale” (CME: Coronal Mass Ejection), un insieme di plasma, particelle cariche e campo magnetico che può raggiungere velocità di migliaia di km al secondo [FOTO].

Immagine della fotosfera solare con il gruppo di Macchie Solari denominato AR2191. Credits: NASA/SDO
Una CME del dicembre 2002 registrata dalla sonda SOHO. Il “cerchio” centrale è parte dello strumento, il coronografo, utilizzato per prendere l’immagine necessario per aprire la luminosa fotosfera ed evidenziare la orona solare. Credits: ESA/NASA

Sono questi “soffi solari” che ci permettono di osservare le aurore polari, boreali o australi a seconda l’emisfero in cui siamo. La nostra Terra è infatti protetta dai “soffi” non proprio benefici del Sole (considerate che la radiazione emessa è estremamente energetica e quindi nociva per l’essere umano) da una “gabbia magnetica” che ci protegge. Immaginiamo questa gabbia come due enormi orecchie che si congiungono al nostro pianeta in corrispondenza dei poli (o quasi). Quando le particelle cariche che provengono dal Sole (i Raggi Cosmici solari, che costituiscono il Vento Solare) arrivano nelle nostre vicinanze, vengono intrappolate in questa gabbia e restano lì, senza provocare danni. Lì dove, però, abbiamo le “giunture” della nostra gabbia magnetica, le particelle riescono a penetrarla e a interagire con gli strati alti della nostra atmosfera, tra i 100 e i 400 km: atomi e molecole che la costituiscono vengono scaldati dal trasferimento dell’energia dalle particelle cariche, rilasciando poi quella stessa energia sotto forma di radiazione luminosa dando vita alle meravigliose aurore polari. I loro colori dipendono dall’energia delle particelle solari che interagiscono e da quanto esse riescono a penetrare in atmosfera. Quelle meno energetiche si fermano ad alta quota, interagendo con l’ossigeno atmosferico al di sopra dei 250 km e generando aurore rossastre; poi passiamo a quelle di energie intermedie che penetrano fino agli strati più bassi fino a circa 100 km, dove c’è sempre l’ossigeno ma in quantità molto più abbondanti, colorando la radiazione di verde; infine le particelle più energetiche che scendono tra i 60 e i 100km interagendo con l’azoto che emetterà radiazione dalla colorazione bluastra. Piccola postilla: I colori sono visibili a occhio nudo soltanto per eventi davvero molto energetici, altrimenti dovremmo accontentarci di vedere le aurore bianche e distinguere i colori solo tramite l’aiuto di una fotocamera. Questo a causa sia dell’intensità dell’aurora che dal fatto che la nostra vista è ”scotopica”, cioè di notte vediamo soltanto in bianco e nero. Lo dico perché bianche erano le aurore, meravigliose, viste in Norvegia l’anno scorso ma ciò non ha minimamento ridotto la quantità di lacrime che ho prodotto vedendo il cielo sopra di me far precipitare luce!

Tornando a noi, da quanto appena descritto, potete immaginare che più il Sole è attivo più “soffia” materia e particelle cariche verso di noi attraverso fenomeni come i flare e le CME permettendo a più particelle di penetrare la gabbia magnetica e creare aurore molto più estese, soprattutto negli strati alti dell’atmosfera, tanto estese da riuscire a raggiungere le basse latitudini… Esatto! Ecco cosa è accaduto nella “magica” notte del 10 maggio, quando il nostro cielo ha iniziato a colorarsi in modo davvero incredibile. 

Il 9 maggio, infatti, sono state registrate ben 7 CME in direzione della nostra Terra! Tutte e 5 provenienti da una regione di macchie solari grande circa 16 volte il diametro della Terra e chiamata, sempre romanticamente come solo lǝ scienziatǝ sanno fare, AR 3664 (AR=Active Region e il numero è basato sulle regioni attive viste durante un certo giorno con certe caratteristiche) [FOTO]. Questi dati ci sono stati dati dallo “Space Weather Prediction Center” della “National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)”, agenzia statunitense che prima si occupava «solo» di oceanografia, fisica dell’atmosfera e meteorologia ma ora ha iniziato a occuparsi anche del Meteo Spaziale, il fantomatico «Space Weather», appunto. 

Immagine della regione attiva AR 3664. Credits: NOAA

Parte di questi “soffi solari” sono arrivati da noi nella notte del 10 maggio provocando una tempesta geomagnetica di livello G4 (“severo”, quarto livello su 5 totali), raggiungendo il livello massimo durante il corso di quella stessa notte! Il livello di una tempesta geomagnetica è valutato dal grado di perturbazione provocata sulla nostra “gabbia magnetica”, e viene calcolato con un indice fisico chiamato Kp. Quella del 10 maggio è considerata la seconda tempesta geomagnetica più intensa del 21 esimo secolo e tra le 10 più forti di sempre, tra cui ricordiamo quella del 1859, chiamata di Carrington-Hodgson che mise fuori uso la rete telegrafica mondiale, e quella del 1989 che provocò un black-out di circa 10 ore in Canada. 

Con questi dati, potete ben capire come mai anche il nostro bel paese mediterraneo (e non solo ovviamente) abbia potuto godere di uno spettacolo riservato normalmente alle alte latitudini. L’emozione è stata tanta, anche per me che le ho viste in Norvegia giusto l’anno scorso in tutto il loro splendore mentre qui a Roma ho visto soltanto una diffusa colorazione rossastra. Posso solo immaginare l’eccitazione di chi era in quelle zone,

soprattutto in nord Italia, dove lo spettacolo è stato davvero commovente [FOTO copertina].

Avrete sicuramente letto qua e là contributi divulgativi e/o scientifici, tra i quali anche il mio stesso, in cui si è parlato più che di aurore vere e proprie di SAR (Stable Aurora Red arcs, Archi Aurorali rossi stabili): queste emissioni di luce sono dovute all’eccitamento di particelle già intrappolate nel nostro campo magnetico, nelle regioni chiamate “Fasce di Van Allen”. Queste particelle possono essere stimolate dal ciò che arriva dalle CME, aumentando la loro energia e trasferendola agli alti strati atmosferici (quindi ossigeno in abbondanza minore) generando poi un’emissione di luce rossastra più stabile e meno “drappettosa” delle aurore [FOTO]. Quindi quanto visto nelle regioni in cui il rosso ha dominato il cielo, potrebbero essere stati SAR e non vere e proprie aurore: solo studi più approfonditi possono averne identificarli con sicurezza ma ciò che è sicuro è che, a livello di persone non scienziate, la meraviglia di vedere fenomeni solitamente riservati soltanto a chi abita molto a Nord (o molto a Sud) e dovuti alla “carezza del Sole” alla nostra atmosfera, non penso possa essere scalfita.

Dal mio punto di vista, anzi, questa meraviglia è stata molto più svalutata dalle moltissime foto false girate in quell’occasione, modificate con la computer grafica o generate direttamente con l’intelligenza artificiale. L’unico modo che possiamo usare per distinguerle da quelle reali, e ugualmente se non più straordinarie, è cercarle solo su siti scientifici o divulgativi riconosciuti e, per i più appassionati, provare a individuare “il qualquadra che non cosa” che fa scattare il campanello d’allarme. E’ tutto un po’ triste ma spero che a molte delle persone che ci stanno leggendo sia rimasta impressa l’immagine autentica che hanno potuto catturare con la proprio fotocamera (e i più fortunati a occhio nudo).

Aurora Boreale vista in Novergia, a Nord di Tromso, lo scorso ottobre 2023 da me medesima, immortalata con un’integrazione di 30 secondi col mio cellulare.
Un esempio di SAR in Nuova Zelanda. redits: APOD/NASA

Deviando per un attimo dalla parte più magica e romantica, però, fermiamoci a ragionare sugli latri effetti che vrrebbe potuto generare un fenomeno del genere. Ho accennato prima alla NOAA e allo “Space Weather”: la meteorologia spaziale, infatti, si sta sviluppando sempre di più proprio perché la nostra Terra è un pianeta nello Spazio, influenzata da esso. Capire quali possano essere gli effetti del Sole, appunto, sulla nostrra atmosfera ma non solo, anche sulla nostra vita quotidiana, è fondamentale. Infatti, dato che il Sole emette particelle cariche che raggiungono energie elevatissime durante le CME, queste possono provocare danni a tutto ciò che è elettronico… Quindi, nel 2024, più o meno a tutto: dai satelliti GPS, alle reti di comunicazioni radio, alle centraline elettriche: danni spesso reversibili ma che potrebbero anche essere permanenti. Fortunatamente questa tempesta in particolare ha provato solo lievi malfunzionamenti (anche gli Starlink, la rete internet di Elon Musk, hanno avuto piccoli problemi temporanei) ma capite quanto possa essere importante prevedere fenomeni di questo genere per evitare problematiche maggiori. Per approfondire questo e altri concetti legati alla Difesa Planetaria vi consiglio nuovamente di fare un giro sul sito di “Sorvegliati Spaziali” interamente dedicato alla divulgazione legata al concetto di Difesa planetaria, appunto.

Quanto ho appena detto rientra nelle tante risposte alla domanda “Ma a cosa serve studiare lo Spazio?”: la nostra Terra è un Pianeta che ha la sua dimora nello Spazio e lo Spazio influenza la sua vita e quella di noi esseri umani che ne siamo gli astronauti. Ma non nel senso, totalmente privo di fondamento scientifico, che ci racconta l’oroscopo, nel senso più vero e fisico possibile.

Fonti

https://solarscience.msfc.nasa.gov/interior.shtml#:~:text=The%20Solar%20Interior&text=Energy%20is%20generated%20in%20the,zone%2C%20the%20outermost%2030%25.

*Martina Cardillo, astrofisica

Martina Cardillo