Gli elettroni ad alta energia che colpiscono l’atmosfera terrestre arrivano dallo spazio con velocità prossime a quella della luce. Questo violento impatto può portare alla riduzione dello strato di ozono e provocare danni ai satelliti che ci garantiscono navigazione, comunicazione, monitoraggio meteorologico, e la raccolta di molte altre informazioni di cui siamo diventati sempre più dipendenti. Questi satelliti attraversano continuamente le fasce di Van Allen, strati di particelle cariche tenute insieme dal campo magnetico terrestre. Un aumento della densità di queste particelle dovuta all’attività solare può costituire una minaccia per i nostri satelliti.
Robyn Millan, fisico del Dartmouth College, insieme a un team di scienziati, ha condotto uno studio su questo bombardamento elettronico, utilizzando per la prima volta due punti di osservazione molto diversi e distanti tra loro. I loro risultati sono stati pubblicati qualche giorno fa sulla rivista Nature.
«È molto emozionante per noi perché stiamo integrando i dati raccolti dai nostri strumenti con i quelli ottenuti dalle Van Allen Probes, le sonde della NASA per lo studio delle fasce di Van Allen», spiega Millan. «Queste sono le misure più dirette che siano mai state realizzate e ci permettono di evidenziare i nessi tra quello che sta accadendo all’equatore con ciò che sta entrando nell’atmosfera dalla regione polare meridionale».
Il team di Millan utilizza strumenti portati in quota (oltre i 38.000 metri) da palloni lanciati dall’Antartide. Il progetto, supportato dalla NASA, si chiama BARREL, acronimo di Balloon Array for Radiation belt Relativistic Electron Losses. Gli strumenti registrano i raggi X prodotti dalle collisioni degli elettroni con l’atmosfera.
I ricercatori del team BARREL mentre lanciano il loro progetto in Antartide per raccogliere raggi X prodotti dalla collisione di elettroni con l’atmosfera terrestre. Crediti: Robyn Millan
La seconda fonte di informazioni, sempre un progetto della NASA, comprende i due satelliti del progetto Van Allen Probes lanciati nel 2012. Le sonde orbitano attorno all’equatore terrestre con traiettorie eccentriche arrivando fino a quote di 32.000 km, e percorrono un’orbita ogni 9 ore circa, coprendo tutta la regione occupata dalle fasce di Van Allen. Tali fasce sono come due anelli separati, una più estesa che va da 13.000 a 65.000 km, e una più interna tra i 1.000 e ai 6.000 km.
Lo studio si è soffermato in particolare sugli effetti dovuti a un brillamento solare verificatosi nel mese di gennaio 2014, durante il quale si è osservata un’intensa emissione di particelle cariche che ha colpito e disturbato il campo magnetico terrestre.
«Nel nostro articolo riportiamo che durante questo evento abbiamo osservato variazioni di campo elettrico e magnetico (le cosiddette “plasmaspheric hiss”, osservate da decenni nella regione di plasma che circonda la Terra, NdR) che mostravano un andamento analogo alle variazioni dei raggi X registrati simultaneamente dagli strumenti in Antartide», spiega Millan. «Possiamo dunque concludere che i due fenomeni sono legati tra loro. Questi stessi processi stanno probabilmente avvenendo in tutto l’Universo e grazie agli strumenti a nostra disposizione possiamo studiarli nel dettaglio qui sulla Terra».