Gli scienziati dell’università dell’Ucla hanno scoperto una nuova fonte di elettroni super veloci che “piovono” sulla Terra. Questo fenomeno contribuisce alla colorata aurora boreale, ma rappresenta anche un rischio per satelliti, veicoli spaziali e astronauti in orbita.

Grazie all’aiuto di due satelliti della missione ELFIN, i ricercatori hanno osservato “inaspettate e rapide” precipitazioni di elettroni nella bassa orbita terrestre. Un improvviso “acquazzone” causato da una particolare onda elettromagnetica che si increspa attraverso il plasma dello spazio e colpisce gli elettroni nella magnetosfera terrestre, facendoli letteralmente piovere sul pianeta.

Terra
Quando incrociano un particolare tipo di onda elettromagnetica, gli elettroni iniziano letteralmente a piovere sulla Terra. Credit: ELFIN/Ucla

Le cinture di radiazione di Van Allen

ELFIN è il primo satellite in grado di misurare questi elettroni super veloci. Ma cosa causa questo tipo di fenomeni? Al centro di questa catena di eventi c’è l’ambiente spaziale vicino alla Terra, pieno di particelle cariche che orbitano in anelli giganti attorno al pianeta. Sono le cosiddette cinture di radiazione di Van Allen. Al loro interno gli elettroni si muovono in spirali che rimbalzano fra i poli nord e sud della Terra. In determinate condizioni, queste onde elettromagnetiche (definite sibilanti, da Nature Communications) si generano proprio all’interno di queste cinture, energizzando e accelerando gli elettroni. Questo meccanismo allunga il viaggio degli elettroni al punto da farli uscire dalle cinture e precipitare nell’atmosfera, creando la pioggia di elettroni.

Immaginate le cinture di Van Allen come un grande serbatoio pieno d’acqua. Quando si riempie, l’acqua scende a spirale nello scarico per evitare che il contenitore trabocchi. Ma quando si verificano grandi onde, all’interno del serbatoio, l’acqua si riversa oltre il bordo con più forza rispetto al drenaggio. Le misurazioni effettuate coi satelliti ELFIN, combinate con le osservazioni spaziali e simulazioni al computer, hanno permesso agli scienziati di capire il processo attraverso il quale queste onde creano veri e proprio torrenti di elettroni che si riversano sul nostro pianeta.

Questo flusso può influenzare non poco la nostra atmosfera, nonché comportare rischi per i veicoli spaziali e gli astronauti a bordo. I risultati di questo studio hanno inoltre dimostrato che questo tipo di “perdita” di elettroni può aumentare in modo significativo durante le cosiddette tempeste geomagnetiche, quei disturbi causati da un’intensa attività solare che possono influenzare lo spazio vicino alla Terra e il campo magnetico terrestre.

Riferimenti: https://newsroom.ucla.edu/releases/researchers-discover-source-of-superfast-electron-rain

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