Previsioni meteorologiche spaziali: i ricercatori tracciano il vento solare dal Sole all'ambiente vicino alla Terra

I ricercatori hanno, per la prima volta, tracciato l'evoluzione del vento solare dalla sua origine sul Sole al suo impatto sull'ambiente spaziale vicino alla Terra e hanno anche mostrato come un evento meteorologico spaziale possa essere previsto con 2-2.5 giorni di anticipo. Lo studio è innovativo nel collegare la propagazione del vento solare e il suo impatto sull'ambiente vicino alla Terra dai diversi punti di osservazione nello spazio. Ciò dimostra che i satelliti posizionati nel punto giusto nello spazio potrebbero essere utilizzati per monitorare la propagazione dei venti solari verso la Terra, il che può migliorare notevolmente le previsioni del meteo spaziale. Inoltre, la pianificata "missione Vigil" dell'Agenzia spaziale europea (ESA) mira anche a tenere d'occhio i venti solari per fornire avvisi anticipati di tempeste solari in arrivo dal quinto punto di Lagrange (L5) alla distanza più vicina di 150 milioni di km dal Sole. Attualmente in fase di sviluppo, fornirà un flusso di dati quasi in tempo reale per i servizi meteorologici spaziali dopo il suo lancio nel 2031.

Le previsioni del tempo (ad esempio, come saranno la velocità del vento, le precipitazioni, la temperatura, il sole, ecc.) in un luogo sono importanti per noi per diverse ragioni che riguardano la nostra vita quotidiana, tra cui agricoltura, trasporti, tempo libero e intrattenimento, ecc. Le previsioni accurate del tempo aiutano l'economia e rendono la nostra vita più facile e comoda, ma cosa ancora più importante, ci danno il tempo di mobilitare le risorse per adottare le necessarie misure preventive per proteggere vite e proprietà dai danni causati da eventi meteorologici avversi come inondazioni, cicloni, ondate di calore, forti piogge, ecc.

Il meteo sulla Terra ci influenza, così come il "meteo nello spazio". Poiché il nostro pianeta Terra è parte di un sistema stellare di una stella media chiamata Sole (che a sua volta è una piccola parte di una galassia estremamente insignificante nell'Universo chiamata Via Lattea), la nostra vita e civiltà sulla Terra è influenzata dalle condizioni nello spazio, in particolare dagli eventi meteorologici nel nostro vicinato nel sistema solare. Qualsiasi drastico cambiamento avverso del meteo nello spazio rappresenta una minaccia per le forme di vita biologiche e per le infrastrutture tecnologiche basate su elettricità ed elettronica sulla Terra e nello spazio. Sistemi elettronici e informatici, reti elettriche, oleodotti e gasdotti, telecomunicazioni, comunicazioni radio, comprese reti di telefonia mobile, GPS, missioni e programmi spaziali, comunicazioni satellitari, Internet ecc.: tutti questi possono essere potenzialmente interrotti e bloccati da gravi perturbazioni del meteo spaziale. Gli astronauti e le strutture spaziali come le astronavi sono particolarmente a rischio. Ci sono stati diversi casi di questo tipo in passato, ad esempio, il "Blackout del Quebec" del marzo 1989 in Canada causato da un'enorme eruzione solare che ha danneggiato gravemente la rete elettrica. Anche alcuni satelliti avevano subito danni. Da qui l'imperativo di un sistema per la previsione del meteo spaziale, proprio come abbiamo sistemi per la previsione del meteo sulla Terra.

Per cominciare, il principale attore nel fenomeno meteorologico sulla Terra sono le correnti di "vento" composte da molecole di gas nell'atmosfera terrestre. Nel caso del meteo nello spazio, è il "vento solare" composto da flussi di particelle ionizzate ad alta energia come elettroni, particelle alfa ecc. (vale a dire plasma) che emanano dallo strato coronale surriscaldato dell'atmosfera solare in tutte le direzioni nell'eliosfera, inclusa la Terra.

Le previsioni del meteo spaziale, quindi, implicano la previsione delle condizioni del vento solare in base alla comprensione attuale della sua formazione, intensità e movimento nello spazio. Sappiamo che le improvvise espulsioni di masse dallo strato coronale del Sole (vale a dire le espulsioni di massa coronale o CME) sono associate a condizioni di vento solare intenso o tempeste solari. Quindi, l'osservazione delle CME o dei campi magnetici fotosferici può dare un'idea di come impedire la tempesta di vento solare, ma un sistema regolare per le previsioni del meteo spaziale richiederebbe di combinare un modello con osservazioni del vento solare per trovare una stima della realtà (vale a dire l'assimilazione dei dati). Ciò, a sua volta, richiederebbe un monitoraggio regolare dell'evoluzione del vento solare dalla sua origine al Sole al suo impatto sull'ambiente spaziale vicino alla Terra.

Come riportato il 09 settembre 2024, i ricercatori del VSSC, ISRO hanno, per la prima volta, tracciato l'evoluzione del vento solare dalla sua origine presso il Sole al suo impatto sull'ambiente spaziale vicino alla Terra. Utilizzando i dati dei segnali radio TTC (Telemetry, Tracking and Command) della Mars Orbiter Mission (MOM) dell'ISRO del 2015 e della rete InSWIM (Indian network for Space Weather Impact Monitoring), hanno mappato l'origine, l'accelerazione e la propagazione dei flussi di vento solare ad alta velocità (HSS) e osservato il loro impatto sulla ionosfera terrestre a bassa latitudine. hanno dimostrato come un evento meteorologico spaziale possa essere previsto con 2-2.5 giorni di anticipo. Lo studio è innovativo nel collegare la propagazione del vento solare e il suo impatto sull'ambiente vicino alla Terra dai diversi punti di osservazione nello spazio. Ciò dimostra che i satelliti posizionati nel punto giusto nello spazio potrebbero essere utilizzati per monitorare la propagazione dei venti solari verso la Terra, il che può migliorare notevolmente le previsioni del meteo spaziale.

La pianificata "missione Vigil" dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) mira anche a tenere d'occhio i venti solari per dare avvisi anticipati di tempeste solari in arrivo dal quinto punto di Lagrange (L5) alla distanza più vicina di 150 milioni di km dal Sole. Attualmente in fase di sviluppo, fornirà un flusso di dati quasi in tempo reale per i servizi meteorologici spaziali dopo il suo lancio nel 2031.

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Riferimenti:

Infermiera professionista, et al 2024. Impatto del flusso di vento solare ad alta velocità sul sistema ionosferico a bassa latitudine: uno studio che combina osservazioni indiane MOM e InSWIM. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stae2091. Pubblicato: 09 settembre 2024. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2091

Turner H., 2024. Miglioramenti delle previsioni dall'assimilazione dei dati del vento solare. Tesi di dottorato. Università di Reading. 21 maggio 2024. DOI: https://doi.org/10.48683/1926.00116526 Disponibile a https://centaur.reading.ac.uk/116526/1/Turner_thesis.pdf

ESA. Sicurezza spaziale – Missione Vigil. Disponibile su https://www.esa.int/Space_Safety/Vigil

Eastwood JP, 2024. Il magnetometro Vigil per i servizi meteorologici spaziali operativi dal punto Sole-Terra L5. Meteorologia spaziale. Prima pubblicazione: 05 giugno 2024. DOI: https://doi.org/10.1029/2024SW003867

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