Una misteriosa melodia dallo Spazio

Negli anni ’60, gli scienziati della stazione di ricerca Halley in Antartide notarono segnali radio insoliti provenienti dall’equatore terrestre. Le loro apparecchiature captavano intensi scoppi di elettroni che scuotevano la magnetosfera, lo strato protettivo creato dal campo magnetico terrestre contro le radiazioni spaziali. Convertiti in suoni, questi segnali producevano un fischio che ricordava il cinguettio degli uccelli all’alba.

Con il passare degli anni, si scoprì che questo “coro” magnetico non era esclusivo della Terra: fenomeni simili vennero rilevati anche su Saturno e Giove, suggerendo un legame con i campi magnetici di questi pianeti. Sulla Terra, l’origine del coro si trova a meno di 51.000 chilometri dalla superficie. Tuttavia, una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Nature ha svelato che queste onde possono essere generate molto più lontano, fino a 160.000 chilometri nello spazio profondo.

Un enigma spaziale risolto

Secondo Chengming Liu, ricercatore della Beihang University di Pechino e coautore dello studio, si tratta di una scoperta rivoluzionaria. “Per oltre 70 anni, si è creduto che le onde di coro si formassero solo vicino ai pianeti, dove il campo magnetico è dipolare. Abbiamo invece osservato onde simili in aree prive di un campo dipolare, rivelando un meccanismo di generazione che può verificarsi ovunque nello spazio,” spiega Liu.

Questa rivelazione non è solo di interesse scientifico, ma ha anche importanti implicazioni pratiche. Le onde di coro possono generare radiazioni pericolose per astronauti e satelliti, rendendo cruciale comprenderne il funzionamento per prevenire danni. Liu sottolinea l’importanza di studiare il “meteo spaziale”, paragonandolo alla necessità di prevedere pioggia e vento sulla Terra.

Come nascono le onde di coro

Il meccanismo più accreditato per la formazione delle onde di coro è legato a un’instabilità del plasma. Gli elettroni intrappolati nel campo magnetico terrestre si muovono solitamente in modo ordinato, descrivendo traiettorie a spirale attorno alle linee del campo. Tuttavia, questo equilibrio può essere interrotto. Quando ciò avviene, il movimento disordinato degli elettroni genera onde elettromagnetiche che si propagano nello stesso verso delle particelle.

Quando la frequenza e la direzione delle onde coincidono con quelle degli elettroni, si verifica una risonanza. Questo fenomeno trasferisce energia agli elettroni, accelerandoli e producendo scoppi di onde al plasma che attraversano il campo magnetico terrestre. Quando queste onde vengono tradotte in suoni, producono il tipico fischio simile al canto degli uccelli all’alba.

Scoperte grazie alla missione NASA

Nel 2019, i satelliti della Multiscale Magnetospheric Mission (MMS) della NASA hanno registrato per la prima volta onde di coro lontane dalla Terra, in un’area opposta al Sole, dove il vento solare deforma la magnetosfera terrestre. I dati hanno mostrato onde di breve durata, appena un decimo di secondo, che aumentavano rapidamente di frequenza, proprio come quelle osservate vicino alla Terra.

Secondo il team di Liu, la somiglianza tra questi fenomeni indica che i processi alla base della formazione delle onde potrebbero essere gli stessi, indipendentemente dall’ambiente spaziale in cui avvengono. Questa scoperta rafforza l’idea che le onde di coro possano formarsi ovunque nello spazio, purché si verifichino le condizioni necessarie.

Applicazioni pratiche della scoperta

La comprensione delle onde di coro è fondamentale non solo per approfondire i misteri del cosmo, ma anche per affrontare sfide pratiche. Queste onde influenzano il comportamento degli elettroni nelle fasce di radiazioni che circondano la Terra, le cosiddette fasce di Van Allen, con conseguenze dirette sulla sicurezza dei satelliti. Inoltre, sono collegate alla dispersione degli elettroni nell’atmosfera, contribuendo alla formazione delle aurore diffuse e pulsanti, che a loro volta possono influire sulle reti di comunicazione e sui sistemi energetici terrestri.

Liu evidenzia un punto cruciale: “Capire come si generano queste fluttuazioni ci permette di controllarne la produzione, riducendo i rischi per astronauti e satelliti. Ad esempio, abbiamo scoperto che l’eccitazione di queste onde è collegata a un particolare moto degli elettroni, noto come “buchi elettronici”. Riempendo questi buchi, potremmo limitare la formazione delle onde di coro.”

Questa nuova frontiera di ricerca apre la strada a tecnologie innovative per proteggere l’uomo e le sue apparecchiature nello spazio, riducendo i pericoli posti dalle radiazioni. Proprio come si cerca di intervenire sui fenomeni atmosferici terrestri, il controllo delle condizioni spaziali potrebbe diventare una realtà.

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