Nel 2024 un satellite giapponese ha rivelato la presenza di elettroni accelerati dove si pensava fosse impossibile: queste particelle ultra-relativistiche potrebbero addirittura danneggiare i satelliti.
Da molto tempo sappiamo che esistono delle fasce di radiazione terrestri, zone di forma toroidale che circondano il nostro pianeta e in cui sono concentrate moltissime particelle cariche. È un bene che queste particelle siano confinate lì: la loro presenza può essere dannosa per i satelliti e, ad alcune condizioni, per gli astronauti in orbita. Fino a poco fa credevamo che ci fosse una sorta di “barriera impenetrabile”, una zona che impedisse a queste particelle di disperdersi arrivando a essere dannose. Un nuovo studio però, pubblicato su Geophysical Research Letters e guidato da Y. Miyoshi, avrebbe trovato una strana incongruenza: gli elettroni ad alta energia sono stati trovati dove non dovrebbero essere, come se avessero bypassato la barriera che credevamo li confinasse.
Particelle cariche e tempeste geomagnetiche
Tutto ha avuto inizio da una tempesta geomagnetica particolarmente forte, verificatasi nel maggio del 2024: questo evento sarebbe stato il punto di partenza della scoperta. Sembrerebbe che le particelle cariche possano trovarsi oltre la barriera in concomitanza con questi eventi meteorologici spaziali estremi, che potrebbero quindi essere potenzialmente pericolosi: questi elettroni trasportano infatti un’energia molto elevata, dovuta alle loro velocità prossime a quelle della luce; se interagiscono con ciò che l’uomo lancia nello spazio, le alte energie di queste particelle rappresentano un forte rischio sia per i satelliti, sia addirittura per gli astronauti, soggetti così a radiazioni dannose. Tuttavia, la realtà è più complessa (e forse più affascinante) di ciò che sembra; in realtà, i nuovi studi mostrerebbero che non sono gli elettroni a “migrare” verso la zona proibita: essi si formano direttamente al suo interno.
Elettroni nella fascia interna
Gli elettroni registrati dal satellite giapponese Arase nella zona interna ci costringono a rivedere quello che sapevamo sulle fasce di Van Allen; la forte tempesta solare del 2024, caratterizzata da forti espulsioni da parte del Sole di plasma magnetizzato, sembrerebbe essere stata la causa non di uno “spostamento” di elettroni ad alte energie verso la zona proibita, ma di una forte accelerazione di elettroni già presenti all’interno della zona stessa: questi avrebbero raggiunto energie altissime, senza alcuna necessità di arrivare dalla zona più esterna. Il picco della presenza di questi elettroni si trovava proprio in prossimità della barriera, suggerendo agli studiosi che, una volta accelerati, essi tendano a migrare sia verso zone ancora più interne che verso la zona esterna.
Implicazioni future
La scoperta mette in luce, ancora una volta, quanto ciò che sappiamo sul funzionamento dell’universo -anche vicino alla Terra- possa essere soggetto a continue revisioni. Il futuro della ricerca spaziale è vincolato anche a tutto questo: la sicurezza degli strumenti satellitari e degli esseri umani nello spazio trova sempre nuove sfide da superare, e la ricerca scientifica consente di conoscere sempre meglio le condizioni dell’ambiente spaziale ed i problemi a cui potremmo andare incontro.
Fonti:
- Local Acceleration of Multi‐MeV Electrons Inside Earth’s Impenetrable Barrier During the May 2024 Superstorm – Miyoshi – 2026 – Geophysical Research Letters – Wiley Online Library
- Earth’s Supposedly Impenetrable Radiation Barrier Has Been Breached : ScienceAlert
- Crediti immagine di copertina: NASA’s Goddard Space Flight Center/Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory
