Grazie a sofisticate misurazioni elettroniche, la NASA ha rivelato i più interessanti segreti dell’aurora boreale. Eccoli.
Gli elettroni energetici che danno origine all’aurora boreale hanno una struttura dinamica che ancora non era pienamente compresa dagli scienziati. Molto di ciò che sappiamo su questi elettroni proviene da strumenti che hanno limiti importanti. Per superarli, la NASA sta sviluppando una strumentazione che migliorerà le nostre capacità di misurazione dell’aurora boreale, rivelando una ricchezza di nuove informazioni sulla straordinaria fisica che avviene all’interno di questo fenomeno.
La fisica dell’aurora boreale, spiegata
Le particelle provenienti dal Sole si scontrano con il campo magnetico terrestre. Queste particelle cariche scendono a spirale verso i poli magnetici dando luogo alle “aurore boreali e australi”. I tipici strumenti elettronici si basano su una tecnica chiamata deflessione elettrostatica, che richiede la modifica di una tensione per selezionare le diverse energie degli elettroni da misurare. Questi strumenti sono stati utilizzati in molte missioni spaziali diverse e hanno fornito quasi tutte le misurazioni degli elettroni in situ effettuate all’interno dell’aurora. Funzionano alla grande quando si osserva su scale temporali di secondi o addirittura fino a circa un decimo di secondo, ma fondamentalmente non possono osservare fino a scale temporali più piccole (millisecondi) a causa del tempo necessario per attraversare le tensioni.
Le osservazioni dell’aurora
Le osservazioni ottiche dell’aurora da terra hanno dimostrato che possono esserci rapide variazioni spaziali e temporali che vanno oltre le capacità di osservazione degli strumenti elettronici tradizionali. Pertanto, i membri del Laboratorio di Geofisica del Goddard Space Flight Center della NASA hanno sviluppato uno strumento chiamato Acute Precipitating Electron Spectrometer (APES) in grado di misurare la precipitazione di elettroni all’interno dell’aurora con una cadenza di un millisecondo. APES utilizza un forte campo magnetico all’interno dello strumento per separare gli elettroni con energie diverse in diverse regioni spaziali del rilevatore. Questo metodo consente allo strumento di misurare simultaneamente l’intero spettro energetico degli elettroni ad una velocità molto elevata (ogni 1 ms).
