Scienziati dello Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech), insieme a colleghi internazionali, hanno sviluppato un metodo per studiare le espulsioni di massa coronale veloci, potenti esplosioni di materia magnetizzata dall'atmosfera esterna del sole. I risultati potrebbero migliorare la comprensione e la previsione degli eventi meteorologici spaziali più estremi e il loro potenziale per causare forti tempeste geomagnetiche che influenzano direttamente il funzionamento dei sistemi di ingegneria nello spazio e sulla Terra. I risultati dello studio sono pubblicati nel Giornale Astrofisico .

Le espulsioni di massa coronale sono tra i fenomeni eruttivi più energetici del sistema solare, e la principale fonte di importanti eventi meteorologici spaziali. Enormi nubi di plasma e flusso magnetico vengono espulse dall'atmosfera del sole nello spazio circostante con velocità che vanno da 100 a 3, 500 km/s. Queste gigantesche nuvole di plasma solare e le potenti onde d'urto che le accompagnano possono raggiungere il nostro pianeta in meno di un giorno, causando gravi tempeste geomagnetiche che mettono a rischio gli astronauti e la tecnologia nello spazio e sulla Terra.

Uno dei più forti eventi meteorologici spaziali si è verificato nel 1859, quando una tempesta geomagnetica indotta fece crollare l'intero sistema telegrafico in Nord America e in Europa, il principale mezzo di comunicazione per i contatti di lavoro e personali in quei giorni. Se un tale evento si verifica oggi, i dispositivi moderni non sono in alcun modo protetti. Una grande tempesta solare potrebbe interrompere l'elettricità, trasmissioni televisive, Internet, e comunicazioni radio, portando a significativi effetti a cascata in molte aree della vita. Nel luglio 2012, un'esplosione di energia paragonabile all'evento del 19° secolo avvenuto sul sole, ma siamo stati fortunati perché queste esplosioni non erano dirette verso la Terra. Secondo alcuni esperti, i danni di un evento così estremo potrebbero costare fino a diversi trilioni di dollari e il ripristino delle infrastrutture e dell'economia potrebbe richiedere fino a 10 anni. Così, comprendere e prevedere gli eventi estremi più pericolosi è di primaria importanza per la protezione della società e della tecnologia contro i rischi globali del tempo spaziale.

L'attuale ricerca è il risultato di un precedente lavoro del Dr. Alexander Ruzmaikin, un ex dottorato di ricerca studente dell'accademico Yakov Zeldovich e del dottor Joan Feynman, che ha dato importanti contributi allo studio delle interazioni sole-Terra, il vento solare e il suo impatto sulla magnetosfera terrestre; è la sorella minore del premio Nobel Richard Feynman. Nello studio attuale, è stato dimostrato che le tempeste geomagnetiche più forti e intense sono guidate da rapide espulsioni di massa coronale che interagiscono nello spazio interplanetario con altre espulsioni di massa coronale. Tali interazioni interplanetarie tra espulsioni di massa coronale si verificano quando vengono lanciate in sequenza, uno dopo l'altro, dalla stessa regione attiva. Questo tipo di espulsione può essere caratterizzato utilizzando il concetto di cluster che generano una maggiore accelerazione delle particelle rispetto alla nuvola di plasma isolata. Generalmente, il rilevamento di cluster ha importanti applicazioni in molti altri eventi geofisici estremi come inondazioni e grandi terremoti, così come in aree interdisciplinari (idrologia, telecomunicazioni, finanza, e studi ambientali).

"Comprendere le caratteristiche delle eruzioni solari estreme e degli eventi meteorologici spaziali estremi può aiutarci a comprendere meglio la dinamica e la variabilità del sole, nonché i meccanismi fisici alla base di questi eventi, " dice il primo autore dello studio, Dott.ssa Jenny Marcela Rodríguez Gómez, ricercatore dello Skoltech Space Center.

Ora siamo all'inizio di un nuovo ciclo di 11 anni di attività solare, quale, secondo le previsioni, non sarà molto forte. "Però, questo non significa che non possano accadere eventi estremi, "dice la professoressa Astrid Veronig, coautore dello studio e direttore dell'Osservatorio Kanzelhöhe dell'Università di Graz. Storicamente, eventi meteorologici spaziali estremi si sono verificati durante cicli non così forti o durante la fase discendente di un ciclo. Al culmine del ciclo solare, enormi quantità di energia vengono rilasciate sotto forma di numerosi brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale. mentre durante la fase discendente di un ciclo l'energia si accumula e può essere rilasciata in eventi singoli ma molto potenti.

"Perciò, la nostra moderna società tecnologica deve prenderlo sul serio, studiare eventi meteorologici spaziali estremi, e comprendere anche tutte le sottigliezze delle interazioni tra il sole e la Terra. E qualunque tempesta possa infuriare, auguriamo a tutti buon tempo nello spazio, ", afferma la coautrice della ricerca Tatiana Podladchikova, assistente professore allo Skoltech Space Center.