Le recenti e potenti serie di brillamenti solari di classe X hanno innescato aurore così intense da illuminare i cieli di una fascia insolitamente ampia del globo, con visibilità dall’Europa settentrionale fino alla Florida.
I ricercatori del Center for Solar-Terrestrial Research (CSTR) del NJIT, tuttavia, hanno catturato una registrazione meno visibile ma cruciale dell’impatto di questa tempesta sull’atmosfera superiore della Terra.
Quando i brillamenti solari scuotono l’atmosfera terrestre
Le recenti e potenti serie di brillamenti solari di classe X hanno innescato aurore così intense da illuminare i cieli di una fascia insolitamente ampia del globo, con visibilità dall’Europa settentrionale fino alla Florida. Tuttavia, i ricercatori del Center for Solar-Terrestrial Research (CSTR) del NJIT hanno catturato una registrazione meno visibile ma cruciale dell’impatto di questa tempesta sull’atmosfera superiore della Terra.
Le misurazioni registrate dalla nuova rete di radiotelescopi dell’NJIT hanno evidenziato come una rara sequenza di intense eruzioni, avvenute tra il 9 e il 14 novembre, abbia scosso la ionosfera. In particolare, l’evento X5.1 ha segnato l’eruzione più forte del 2025 fino a quel momento. La ionosfera è lo strato atmosferico ricco di plasma, essenziale per la propagazione dei segnali radio, per la precisione del GPS e per le orbite dei satelliti. Questi brillamenti hanno innescato blackout radio di grado R3 (forti) in Africa e in Europa, con diverse espulsioni di massa coronale (CME) che hanno alimentato una grande tempesta geomagnetica e causato aurore a latitudini insolitamente basse.
L’intero insieme di eventi esplosivi è stato generato da un’unica regione attiva del sole, denominata AR4274. Bin Chen, professore di fisica presso il NJIT-CSTR e direttore dell’Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), ha commentato che è piuttosto insolito osservare quattro brillamenti di classe X concentrati in pochi giorni nella stessa regione. Chen ha specificato gli eventi: un brillamento di classe X1.7 il 9 novembre, un X1.2 il 10 novembre, il potente X5.1 l’11 novembre e un X4.0 il 14 novembre, definendolo un evento estremamente produttivo. Ha poi concluso sottolineando che la vera rilevanza risiede negli “effetti a catena proprio qui sulla Terra”.
I segnali di perturbazione radio
Sebbene le eruzioni solari si siano verificate di notte in California, risultando fuori dalla portata visiva del Big Bear Solar Observatory del NJIT, i radiotelescopi del centro sono stati in grado di registrare in tempo reale le conseguenze delle eruzioni e le relative perturbazioni atmosferiche. Le strumentazioni, situate nella Owens Valley nella Sierra orientale, hanno fornito dati cruciali.
L’Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) e il Long Wavelength Array (OVRO-LWA), recentemente operativo presso l’Owens Valley Radio Observatory, hanno monitorato drastici cambiamenti atmosferici su un ampio spettro di frequenze radio. L’EOVSA ha osservato le microonde, simili a quelle usate nelle comunicazioni satellitari e nel Wi-Fi, mentre l’OVRO-LWA ha catturato le onde metriche e decametriche, simili alle frequenze radio FM.
Il professor Bin Chen ha spiegato che, sebbene normalmente i dati radio OVRO-LWA mostrino lampi netti e quasi verticali, noti come lampi radio di tipo III, dopo questi brillamenti i lampi sono apparsi curvi e caotici a basse frequenze. Questo è un chiaro indicatore che la ionosfera ha subito una significativa perturbazione.
Per gli scienziati della ionosfera, l’evento è stato quasi altrettanto significativo e spettacolare dell’aurora boreale stessa. Lindsay Goodwin, professore associato di fisica presso il NJIT-CSTR ed esperta di ionosfera, ha definito questa tempesta come un ottimo promemoria del fatto che la Terra fa parte di un sistema cosmico molto più ampio. Ha chiarito che non tutte le attività solari estreme portano necessariamente a una tempesta geomagnetica, in quanto a volte il materiale espulso non colpisce il nostro pianeta. Tuttavia, in questo caso specifico, il materiale ha colpito la Terra.
Il risultato è stata una tempesta geomagnetica che ha raggiunto il livello G4 sulla scala a cinque punti della NOAA. La professoressa Goodwin ha citato i dati, affermando che l’indice Dst, utilizzato per misurare la compressione del campo magnetico terrestre causata dal vento solare, è crollato da circa -40 \, \text{nT} a quasi -250 \, \text{nT} in poche ore. Ha concluso che questo rappresenta un “enorme shock per le difese magnetiche del nostro pianeta”.
Effetti terrestri e progresso osservativo
Le particelle cariche riversatesi nell’atmosfera a seguito della tempesta solare hanno generato aurore boreali di eccezionale intensità. L’evento è stato così estremo da spingere le aurore ben oltre il loro raggio d’azione consueto, con avvistamenti segnalati persino a sud, fino alla Florida. La professoressa Goodwin ha testimoniato che il suo gruppo di chat sull’aurora boreale è stato inondato di immagini provenienti da luoghi in cui l’aurora è quasi mai visibile.
Questo episodio ha anche dimostrato la crescente capacità degli osservatori radio gestiti dall’NJIT. L’OVRO-LWA (Long Wavelength Array) è recentemente entrato in piena attività di ricerca solare, aprendo una nuova finestra sulla “corona media” del sole. Questa regione, compresa tra circa 1,5 e 10 raggi solari, è cruciale in quanto è lì che i campi magnetici si ristrutturano e le Espulsioni di Massa Coronale (CME) subiscono l’accelerazione.
L’OVRO-LWA e l’EOVSA operano ora congiuntamente come una struttura radio comunitaria integrata dedicata alla ricerca sulla meteorologia solare e spaziale, nota come Owens Valley Solar Arrays (OVSA). Il professor Chen ha affermato che questo set di dati è interamente nuovo, e che l’OVRO-LWA si integra perfettamente con l’EOVSA. Insieme, questi strumenti consentono ai ricercatori di tracciare gli effetti del meteo spaziale dalla loro origine nella corona solare fino al loro impatto sull’atmosfera superiore terrestre.
Il team della professoressa Goodwin, con il contributo dello studente universitario Jeremy McLynch, ha aggiunto una nuova dimensione a questa analisi. Durante l’estate, il loro team ha installato un ricevitore GPS ad alta precisione accanto all’OVRO-LWA, soprannominato FLUMPH (Field-deployed L-band Unit for Monitoring Phase Hiccups). Questo dispositivo ha il compito di rilevare le interruzioni effettive dei segnali di navigazione satellitare che si verificano durante le tempeste solari.
La professoressa Goodwin ha spiegato che le irregolarità del plasma causate dall’attività solare e geomagnetica interrompono le comunicazioni radio e i segnali GPS. Associando le misurazioni GPS ai dati LWA, gli scienziati possono osservare entrambi i lati del fenomeno: sia come il sole scuote la ionosfera, sia come ciò influisce sulle tecnologie su cui facciamo affidamento quotidianamente.
Sia il professor Chen che la professoressa Goodwin hanno specificato che la comunità scientifica sta ancora analizzando l’impatto complessivo di questa specifica tempesta. Data la vicinanza del sole al culmine del suo ciclo di attività di 11 anni, la Goodwin avverte che tempeste simili sono possibili nel breve termine. Ha sottolineato che gli scienziati stanno solo iniziando a comprendere appieno gli effetti di questa tempesta.
Storicamente, eventi solari e geomagnetici estremi sono noti per interrompere le reti elettriche, interferire con le comunicazioni radio e minacciare la sicurezza e il funzionamento di satelliti e veicoli spaziali. La Goodwin ha ribadito che abbiamo assistito a diverse tempeste di grande entità recentemente proprio perché il sole è ancora prossimo al picco del suo ciclo undecennale. Sebbene tali eventi diventeranno meno comuni man mano che il sole si calmerà, essi torneranno tra circa 11 anni. Per tale motivo, ha concluso, la loro comprensione diventerà ancora più importante man mano che faremo sempre più affidamento sulla tecnologia spaziale e ci avventureremo più lontano nello Spazio.
Per maggiori informazioni visita il sito dal New Jersey Institute of Technology.
