Rappresentazione artistica di un’espulsione di massa coronale da parte del Sole. Crediti: NASA/ESA
Le espulsioni di massa coronale (o Coronal Mass Ejection, CME) sono massicce espulsioni di materia proveniente dalla corona solare, principalmente plasma d’elettroni e protoni, trasportata dal campo magnetico del Sole durante i periodi d’intensa attività. Le tempeste magnetiche provocate sulla Terra da queste espulsioni comportano rischi per le telecomunicazioni, poiché i satelliti che circondano il nostro pianeta possono essere danneggiati e compromessi dai flussi di particelle. La possibilità di prevedere con sempre maggiore accuratezza questi eventi ha quindi un enorme valore per la qualità della nostra vita.
Di recente è stato sviluppato un nuovo codice per la simulazione degli eventi di CME che tiene conto della descrizione realistica dei meccanismi alla base della formazione e della propagazione di queste violente espulsioni di materia nello spazio. Un articolo pubblicato sulla rivista Space Weather presenta i risultati del metodo, che è stato testato utilizzando i dati raccolti durante le tempeste solari avvenute a fine ottobre 2003.
«Il nostro modello è in grado di simulare complessi “anelli” di materiale grazie alle informazioni sulla formazione di CME raccolte in tempo reale durante alcune tempeste solari», spiega Daikou Shiota, primo autore dello studio e ricercatore presso l’Institute of Space and Earth Environmental Research dell’Università di Nagoya, in Giappone. «Con questo modello possiamo simulare la propagazione delle CME nello spazio. L’inclusione dei meccanismi attraverso cui si generano questi flussi di materia permette di prevedere l’intensità del campo magnetico all’interno della CME che raggiunge la Terra, e di conoscere con esattezza il suo tempo d’arrivo», dice Shiota.
Simulazione di un evento di espulsione di massa coronale durante il quale un flusso di plasma ancorato al Sole di propaga attraverso lo spazio e verso la Terra. Le linee bianche indicano le linee di campo magnetico. In rosso sono rappresentati i flussi ad alta velocità delle CME. Crediti: Nagoya University
Alla fine dell’ottobre 2003 si sono verificate una serie di CME che hanno rilasciato grandi quantità di energia. Quando questa energia ha raggiunto la Terra, qualche giorno dopo, ha causato numerosi blackout e guasti alle comunicazioni satellitari. I dati raccolti durante questi eventi sono stati utilizzati per convalidare l’approccio adottato nel nuovo modello.
«Con la nostra convalida siamo stati in grado di prevedere l’arrivo di un enorme flusso, che sarebbe stato in grado di causare una delle più imponenti tempeste magnetiche degli ultimi vent’anni», spiega Ryuho Kataoka, co-autore dello studio e ricercatore presso il National Institute of Polar Research e il Department of Polar Research di SOKENDAI, in Giappone. «Il nostro modello ha una velocità di calcolo tale da poter effettuare previsioni in tempo reale dell’evoluzione del flusso magnetico. Per questo ha numerose applicazioni nelle previsioni di meteorologia spaziale, o per chi studia gli effetti dei venti generati dalle CME sulle strutture magnetiche a larga scala del sistema solare», dice Shiota.
Lo studio apre una nuova strada ai modelli di simulazione dei complessi flussi di materia coronale e compie un passo importante verso una migliore qualità delle previsioni della meteorologia spaziale. Questi risultati contribuiranno in maniera significativa allo sviluppo di nuove simulazioni, più dettagliate, della formazione ed evoluzione dei campi magnetici nello spazio, nonché alla nostra comprensione dei meccanismi alla base degli eventi di espulsione di massa coronale.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo pubblicato su Space Weather “Magnetohydrodynamic simulation of interplanetary propagation of multiple coronal mass ejections with internal magnetic flux rope (SUSANOO-CME)” di D. Shiota e R. Kataoka