Rappresentazione artistica di una tempesta magnetica. Crediti: NASA
La riconnessione magnetica, il processo responsabile dell’esistenza dei brillamenti solari, si verifica molto più rapidamente di quanto previsto dalla teoria. Uno studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto un meccanismo responsabile per questa maggiore velocità. I risultati, pubblicati su Physical Review Letters, potranno portare a previsioni più accurate per le tempeste solari, e quindi a campagne più efficaci di protezione dei sistemi di telecomunicazione e delle reti elettriche.
Per parlare di riconnessione magnetica occorre che le linee di campo magnetico presenti all’interno di un plasma si riconfigurino, convertendo energia magnetica in movimento delle particelle. Il plasma è composto da atomi e particelle cariche, tra cui gli elettroni, che con la loro pressione hanno un ruolo fondamentale nell’innescarsi del processo.
I ricercatori hanno scoperto che, durante la fase di riconnessione, lungo le linee di campo magnetico si sviluppa una variazione della pressione degli elettroni. Queste variazioni alimentano e mantengono in equilibrio la corrente elettrica all’interno del plasma, impedendo una crescita fuori controllo della corrente stessa e dunque un ostacolo al processo di riconnessione magnetica. Grazie a questo equilibrio è possibile osservare tempi scala così rapidi.
Il fisico Will Fox presso il Magnetic Reconnection Experiment. Crediti: Elle Starkman/PPPL Office of Communications
«La questione da cui siamo partiti è come potesse avvenire così in fretta la riconnessione», dice Will Fox, ricercatore del Princeton Plasma Physics Laboratory (Pppl) e primo autore dell’articolo. «Con il nostro lavoro abbiamo dimostrato sperimentalmente il ruolo della pressione di elettroni in questo processo».
Il team ha condotto le proprie analisi grazie allo strumento chiamato Magnetic Reconnection Experiment installato al Pppl. I risultati rappresentano la prima conferma sperimentale delle previsioni emerse da una serie di simulazioni effettuate in precedenza da altri gruppi di ricercatori. «Gli esperimenti dimostrano che il plasma può sostenere un intenso campo elettrico, impedendo che si generino correnti elettriche che potrebbero inibire il processo di riconnessione», spiega Fox.
Questo studio permette una migliore previsione delle tempeste solari. Una comprensione più approfondita dei processi fisici che avvengono all’interno del campo magnetico del Sole ci permette, infatti, di individuare in anticipo le regioni nelle quali si sta per innescare un’attività particolarmente intensa. Inoltre, una conoscenza dettagliata della riconnessione magnetica ci può aiutare a proteggere meglio i nostri sistemi satellitari e le reti elettriche.
Per saperne di più:
- Leggi su Physical Review Letters l’articolo “Experimental verification of the role of electron pressure in fast magnetic reconnection with a guide field” di W. Fox, F. Sciortino, A. v. Stechow, J. Jara-Almonte, J. Yoo, H. Ji e M. Yamada