Il pianeta Terra è circondato da un sistema di campi magnetici noto come magnetosfera. Questo vasto, sistema a forma di cometa devia le particelle cariche provenienti dal sole, schermare il nostro pianeta dalle radiazioni nocive delle particelle e prevenire il vento solare (cioè, un flusso di particelle cariche rilasciate dall'atmosfera superiore del sole) dall'erosione dell'atmosfera.

Mentre gli studi passati hanno raccolto prove sostanziali degli effetti che il vento solare può avere sulla magnetosfera terrestre, l'impatto dei brillamenti solari (cioè, improvvise eruzioni di radiazioni elettromagnetiche sul sole) è poco conosciuta. I brillamenti solari sono eventi altamente esplosivi che possono durare da pochi minuti a ore e possono essere rilevati utilizzando raggi X o dispositivi ottici.

I ricercatori dell'Università di Shandong in Cina e del Centro nazionale per la ricerca atmosferica negli Stati Uniti hanno recentemente condotto uno studio sugli effetti che i brillamenti solari possono avere sulla magnetosfera terrestre. La loro carta, pubblicato in Fisica della natura , offre nuove preziose informazioni che potrebbero aprire la strada a una migliore comprensione delle dinamiche geospaziali. Geospazio, la porzione di spazio esterno più vicina alla Terra, comprende l'alta atmosfera, ionosfera (cioè, la parte ionizzata dell'atmosfera) e la magnetosfera.

"La magnetosfera si trova nella regione sopra la ionosfera ed è la regione spaziale completamente ionizzata sopra i 1000 km dal suolo, "Professore Jing Liu, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a Phys.org. "La regione è circondata dal vento solare ed è influenzata e controllata dal campo magnetico terrestre e dal campo magnetico del vento solare".

La magnetosfera è generalmente descritta come la barriera protettiva della Terra contro il vento solare e altre particelle solari, in quanto impedisce a queste particelle di entrare negli altri strati protettivi del pianeta. Ciò nonostante, studi precedenti hanno mostrato che quando la direzione del vento solare è opposta al campo magnetico della magnetosfera, le linee magnetiche di queste due regioni possono "connettersi". Ciò significa che alcune particelle del vento solare possono essere trasmesse direttamente allo spazio che circonda la Terra.

"Ci siamo chiesti:può il processo di flare, che è caratterizzato da una maggiore radiazione, non solo influenzano direttamente la ionosfera terrestre, ma anche causare disturbo nella magnetosfera come il vento solare?" ha detto Liu. "Per rispondere a questa domanda, abbiamo adottato una serie di set di dati osservativi, raccolti dai sistemi globali di navigazione satellitare, la rete europea di radar a diffusione incoerente, satelliti ionosferici, satelliti orbitanti lunari, e altro."

Liu e i suoi colleghi hanno analizzato i dati raccolti da diversi dispositivi e satelliti durante un evento di brillamento solare avvenuto il 6 settembre 2017. Per fare ciò, hanno adottato un modello geospaziale numerico di recente sviluppo sviluppato presso il Centro nazionale per la ricerca atmosferica. Questo modello, chiamato modello della termosfera della ionosfera della magnetosfera ad alta risoluzione spazio-temporale (LTR), riproduce i cambiamenti innescati dai brillamenti solari nel sistema di accoppiamento magnetosfera-ionosfera.

Utilizzando il modello LTR e i dati raccolti in precedenza, i ricercatori sono stati in grado di svelare gli effetti del brillamento solare sulla dinamica magnetosferica e sull'accoppiamento elettrodinamico tra la magnetosfera e la ionosfera. Più specificamente, hanno osservato un rapido e grande aumento della fotoionizzazione indotta dal brillamento della regione E ionosferica polare ad altitudini comprese tra 90 e 150 km. Il fenomeno osservato da Liu e dai suoi colleghi sembrava avere una serie di effetti sulla regione geospaziale, compreso un riscaldamento Joule inferiore dell'atmosfera superiore della Terra, una riconfigurazione della convezione della magnetosfera e cambiamenti nella precipitazione aurorale.

"Abbiamo dimostrato che gli effetti del brillamento solare si estendono in tutto il geospazio tramite l'accoppiamento elettrodinamico, e non sono limitati, come si credeva in precedenza, alla regione atmosferica in cui viene assorbita l'energia della radiazione, " ha spiegato Liu. "A causa del simile processo di accoppiamento solare-magnetosfera-ionosfera in altri pianeti simili alla Terra, il nostro studio fornisce anche nuovi indizi per esplorare e comprendere gli effetti dei brillamenti solari su altri pianeti. Nella mia ricerca futura, Ho intenzione di studiare gli effetti dei brillamenti su pianeti con la stessa magnetosfera (come Giove, Venere e Saturno)."

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