Inizia con uno schiocco nel campo magnetico del sole. Quindi, nel giro di pochi secondi, una regione vicino a un gruppo di macchie solari si illumina con un’intensità accecante. Si tratta di un brillamento solare, un’improvvisa esplosione di energia che trasforma la corona solare da una tranquilla zuppa di plasma in una violenta esplosione. Nemmeno l’evento svanisce dolcemente. Può infuriare per ore prima di placarsi definitivamente.
Quando si verificano questi bagliori, non si limitano a brillare. Sparano. Particelle ad alta energia. Flussi di elettroni. Raggi X duri. La radio scoppia. Tutto viene scagliato nello spazio. Se il bagliore è abbastanza forte, crea un’onda d’urto che si propaga attraverso il mezzo interplanetario. Pensatelo come un boom sonico, ma nel vuoto dello spazio, muovendosi a velocità che possono raggiungere la Terra in giorni anziché in minuti.
La nuvola supercalda
L’azione si svolge sopra la superficie visibile del sole, nella corona. Ma l’energia non rimane lì. Si deposita sulla superficie sottostante, innescando una reazione che fa emergere una nuvola di plasma surriscaldata a circa 100 milioni di Kelvin. Sono circa 180 milioni di gradi Fahrenheit. È una fonte incredibilmente potente di radiazioni a raggi X.
Non tutti i flare mettono in scena questo tipo di spettacolo. Gli eventi più piccoli non dispongono della suite completa di attributi. Potrebbero emettere un po’ di luce e alcune particelle, ma raramente causano il tipo di disturbo che per noi è importante. Esiste anche una strana categoria conosciuta come “chiari immacolati”. Questi si verificano senza le solite associazioni di macchie solari. Sono invece legati alle eruzioni dei filamenti. Possono essere enormi. A volte producono espulsioni di massa coronale. Tuttavia, tendono a trattenere le particelle ad alta energia, rendendole meno immediatamente pericolose in termini di radiazioni, sebbene abbiano comunque un impatto sulla meteorologia spaziale.
Quando si verificano i razzi?
Non vedrai queste esplosioni ogni giorno. I brillamenti sono strettamente legati al ciclo di 11 anni del sole. Raramente compaiono durante i tre o quattro anni di minimo delle macchie solari. Quando il sole è calmo, i campi magnetici sono relativamente stabili. I flare hanno bisogno di instabilità.
I brillamenti più grandi si verificano con macchie solari di grandi dimensioni. Queste non sono solo macchie scure. Sono regioni con forti gradienti magnetici e intense correnti elettriche. Quelle correnti sono il carburante. Quando le linee del campo magnetico si spezzano e si riconnettono, l’energia immagazzinata viene rilasciata tutta in una volta. Il risultato è un’esplosione che può eclissare l’intero sole in termini di raggi X per un breve periodo.
Perché è importante
Per chiunque viva sulla Terra, il bagliore stesso è innocuo. L’atmosfera blocca i raggi X. Ma le particelle e l’onda d’urto? Quelli contano. Se un grande brillamento invia un’espulsione di massa coronale verso di noi, può colpire il nostro campo magnetico. Questa interazione può disturbare i satelliti. Può interferire con le comunicazioni radio. Può anche influenzare le reti elettriche.
Comprendere come si accendono i brillamenti solari ci aiuta a prevedere questi eventi. Monitoriamo le macchie solari. Osserviamo i forti gradienti magnetici. Quando vediamo un punto ampio con correnti elevate, ci prepariamo. Il sole guarda sempre. Dobbiamo solo tenerlo d’occhio.
Perché i brillamenti solari ci colpiscono due volte
Spesso pensiamo al Sole come a una sfera di luce stabile e confortante. Ma togli il bagliore visibile e otterrai una bestia violenta e ad alta energia. I bagliori di raggi X non si limitano a brillare; eclissano l’intera stella in specifiche bande spettrali. La luminosità non è nella luce che vediamo con i nostri occhi. È nello spettro dei raggi X e ultravioletti, dove i livelli di energia raggiungono livelli così elevati da poter strappare elettroni agli atomi e confondere i componenti elettronici.
La tempistica di questo assalto è ciò che rende difficile prevederlo. Quando scoppia un bagliore, i fotoni dei raggi X e le particelle ad alta energia corrono attraverso il vuoto dello spazio quasi alla velocità della luce. Colpiscono l’atmosfera terrestre quasi istantaneamente. Questa è la prima ondata. Ionizza l’atmosfera superiore, interrompendo le comunicazioni radio ad alta frequenza e i segnali GPS in pochi minuti.
Ma il vero danno è dietro le quinte.
Il flusso di particelle principale, ovvero la maggior parte delle particelle cariche, non si muove così velocemente. Ci vogliono alcuni giorni per compiere il viaggio. Quando queste particelle arrivano, non hanno solo portato radiazioni. Hanno portato il caos magnetico. Questo afflusso ritardato interagisce con la magnetosfera terrestre, innescando tempeste geomagnetiche che possono indurre correnti nelle reti elettriche e minacciare i satelliti nell’orbita terrestre bassa.
La prima ondata è immediata. La seconda ondata è catastrofica.
Comprendere questo impatto in due fasi è il motivo per cui le previsioni meteorologiche spaziali sono importanti. Non possiamo limitarci a guardare il bagliore in sé. Dobbiamo monitorare la velocità dell’espulsione della massa coronale che spesso l’accompagna. I raggi X ci dicono che qualcosa sta accadendo ora. Le particelle che arrivano tre giorni dopo ci dicono cosa si romperà più tardi.
Questo non è solo accademico. Per gli operatori di rete, le compagnie aeree e chiunque faccia affidamento sul posizionamento satellitare preciso, quella finestra di tre giorni è tutto. È la differenza tra un piccolo inconveniente e un blackout.
