Dati registrati dal nuovo magnetometro del progetto Swelto in occasione della tempesta geomagnetica di inizio 2025 (cliccare per ingrandire). Crediti: Swelto/Inaf Torino
Uno degli obiettivi del progetto Swelto (Space Weather Laboratory in Turin Observatory) è predisporre presso l’Inaf di Torino nuovi sensori che forniscano misure dei disturbi nello spazio circumterrestre collegati all’attività solare. Già alcuni anni fa un sensore utilizzato nell’ambito del progetto Swelto aveva rilevato un cosiddetto “evento Sid” (Sudden Ionospheric Disturbance) associato al primo brillamento di classe X del ciclo solare 25esimo attualmente in corso. Si tratta di misure relativamente semplici, che sfruttano un’antenna radio passiva che misura l’intensità di segnali radio proveniente da trasmettitori a bassa frequenza utilizzati per le comunicazioni sub-ionosferiche: segnali che sono quindi disturbati quando la densità di elettroni liberi in ionosfera è modificata improvvisamente dal flash nell‘estremo ultravioletto (Euv) associato a un brillamento solare.
Altrettanto interessanti nell’ambito della meteorologia spaziale sono le misure dei disturbi del campo magnetico terrestre (il campo geomagnetico) che possono generalmente essere dovute a correnti addizionali indotte in ionosfera oppure in magnetosfera durante una tempesta geomagnetica. A livello nazionale, questo tipo di misure vengono acquisite attualmente dalle stazioni gestite dall’Ingv (Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia) e situate a Castello Tesino (TN), L’Aquila (AQ), Duronia (CB) e Lampedusa (AG), che gestisce anche degli osservatori geomagnetici in Antartide. Questi dati sono anche standardizzati e utilizzati per contribuire alla rete globale di osservatori geomagnetici denominata InterMagnet (International Real-time Magnetic Observatory Network).
Considerando le basse latitudini cui si trovano gli osservatori nazionali che forniscono le misure rispetto all’equatore magnetico, questi disturbi sono generalmente associati all’intensificazione delle cosiddette correnti magnetosferiche ad anello, che scorrono nella parte più interna della magnetosfera terrestre in senso opposto alla rotazione del pianeta e in prossimità dell’equatore magnetico. Queste correnti, presenti anche in assenza di un disturbo, sono particolarmente intensificate durante una tempesta geomagnetica, producendo una componente addizionale del campo magnetico diretta verso sud che viene tipicamente quantificata in termini del cosiddetto “indice-Dst”. La misura dell’indice-Dst fornisce una stima indiretta dell’intensità di queste correnti e quindi della tempesta geomagnetica, e a livello mondiale l’istituto di riferimento per questo tipo di misure è il World Data Center for Geomagnetism di Kyoto, in Giappone.
A fine novembre 2024, è stato installato presso l’Inaf di Torino un nuovo sensore, ossia un magnetometro di tipo FluxGate con lo scopo di misurare in tempo reale i disturbi del campo geomagnetico associati all’attività solare. Il dispositivo è stato installato in prossimità della cupola Marcon (coordinate Gps: 45° 02 ‘27.18” N, 7° 45’50.58” E, altitudine 665 m s.l.m.) all’interno di un pozzetto in pvc, a circa un metro di profondità per ridurre al minimo le perturbazioni esterne sulla misura (vibrazioni, effetti termici, eccetera). La stazione geomagnetica è stata progettata per poter misurare variazioni di campo magnetico con un’accuratezza di circa 0.5 nT.
Il nuovo magnetometro di tipo FluxGate installato all’Inaf di Torino (la porzione di paesaggio a dx della torre è stata generata artificialmente con Adobe Photoshop AI). Crediti: Swelto/Inaf Torino
Le prime misure che sono state acquisite da fine novembre hanno permesso di ricavare una curva preliminare di riferimento locale in condizioni non disturbate, curva che è stata quindi utilizzata per misurare il disturbo indotto giornalmente nel campo geomagnetico locale, seguendo una procedura simile a quella descritta da Sugiura e Kamei nel 1991. Gli eventi solari che si sono verificati all’inizio del 2025 hanno generato una tempesta geomagnetica inaspettatamente intensa di classe G4 proprio il primo dell’anno, portando alla formazione di intense aurore osservate anche dall’Italia nella notte tra l’1 e il 2 gennaio. Questo evento ha rappresentato un’occasione unica per verificare il corretto funzionamento del nuovo magnetometro dell’Inaf di Torino acquisito nell’ambito del progetto Swelto.
I dati ottenuti dal magnetometro Swelto (vedi immagine di apertura) mostrano chiaramente la rilevazione locale del disturbo geomagnetico, con un valore minimo dell’indice-Dst locale pari a – 277 nT alle ore 17:25 Ut del primo gennaio, in ottimo accordo con il valore ufficiale pari a – 215 nT alle ore 17 Ut dello stesso giorno. La curva ottenuta dal sensore Inaf mostra inoltre correttamente tutte le fasi della tempesta geomagnetica, sia la fase di rapida diminuzione dell’indice-Dst (denominata “main phase”) che la successiva fase di recupero del valore iniziale del campo geomagnetico (denominata “recovery phase”) attualmente ancora in corso.
Il magnetometro Swelto dell’Inaf è quindi già in grado di rilevare localmente in tempo reale il verificarsi di tempeste geomagnetiche. Nel prossimo futuro prevediamo di pubblicare le misure in quasi tempo reale sul portale dedicato del progetto Swelto, dove già vengono mostrati gli ultimi dati acquisiti in situ dalla sonda Ace nel punto lagrangiano L1 e le ultime misure dell’indice-Dst fornite da Kyoto. Maggiori dettagli sulla strumentazione saranno forniti a breve in una nota tecnica in fase di preparazione e sul portale del progetto Swelto.