I recenti sviluppi in prima linea nell'astronomia ci permettono di osservare che i pianeti in orbita attorno ad altre stelle hanno il tempo. Infatti, sappiamo che altri pianeti nel nostro sistema solare hanno il tempo, in molti casi più estremi del nostro.

Le nostre vite sono influenzate dalle variazioni atmosferiche a breve termine del tempo sulla Terra, e temiamo che anche il cambiamento climatico a lungo termine avrà un grande impatto. Il termine recentemente coniato "tempo spaziale" si riferisce agli effetti che si verificano nello spazio ma influenzano la Terra e le regioni circostanti. Più sottile del tempo meteorologico, la meteorologia spaziale di solito agisce su sistemi tecnologici, e ha potenziali impatti che vanno dall'interruzione delle comunicazioni ai guasti della rete elettrica.

La capacità di prevedere la meteorologia spaziale è uno strumento essenziale per fornire avvisi in modo da poter tentare la mitigazione, e, si spera, in casi estremi, prevenire un disastro.

La storia delle previsioni del tempo

Ora siamo abituati a previsioni meteorologiche su larga scala che sono abbastanza accurate per un lasso di tempo di circa due settimane.

Le previsioni del tempo scientifiche hanno avuto origine circa un secolo fa, con il termine "fronte" associato alla prima guerra mondiale. La previsione meteorologica si basa su una buona conoscenza della teoria sottostante, codificati in enormi programmi per computer in esecuzione sui computer più avanzati, con enormi quantità di dati di input.

Aspetti importanti del tempo, come il contenuto di umidità, può essere misurato da satelliti che monitorano continuamente. Anche altre misurazioni possono essere prese prontamente, Per esempio, dalle quasi 2, 000 palloni meteorologici lanciati ogni giorno. L'esplorazione dei limiti delle previsioni meteorologiche ha dato origine alla teoria del caos, a volte chiamato "effetto farfalla". L'accumulo di errori determina il limite pratico di due settimane.

In contrasto, la previsione del tempo spaziale è veramente affidabile solo con circa un'ora di anticipo!

Effetti solari

La maggior parte del tempo spaziale ha origine dal sole. La sua atmosfera più esterna soffia nello spazio a velocità supersoniche, sebbene a una densità così bassa che lo spazio interplanetario sia più rarefatto di quello che è considerato un vuoto nei nostri laboratori. A differenza dei venti sulla Terra, questo vento solare porta con sé un campo magnetico. Questo è molto più piccolo del campo della Terra che possiamo rilevare con una bussola in superficie, e molto più piccolo di quello vicino a una calamita da frigo, ma può interagire con la Terra, con un ruolo importante nella meteorologia spaziale.

Il sottilissimo vento solare, con un campo magnetico molto debole, può comunque influenzare la Terra in parte perché interagisce con una grande bolla magnetica intorno alla Terra, chiamata magnetosfera, su un'area molto vasta, almeno cento volte più grande della superficie del nostro pianeta. Proprio come una brezza che riesce a malapena a muovere un filo può muovere un enorme veliero quando viene catturato dalle grandi vele, l'effetto del vento solare, attraverso la sua pressione diretta (come su una vela) o attraverso il suo campo magnetico che interagisce con quello terrestre, può essere enorme.

Come punto di origine, il sole stesso è una massa ribollente di gas caldo e campi magnetici, e la loro interazione è complessa, a volte anche esplosivo. I campi magnetici sono concentrati vicino alle macchie solari, e producono fenomeni elettromagnetici come brillamenti solari (il nome dice tutto) ed espulsioni di massa coronale. Proprio come con i tornado sulla Terra, sappiamo generalmente quando le condizioni sono favorevoli per queste esplosioni localizzate, ma una previsione precisa è difficile.

Anche una volta rilevato un evento, se una grande massa di digiuno, gas caldo e denso viene sparato nella nostra direzione (e una tale "nube" a sua volta è difficile da rilevare, venendo a noi contro il bagliore del sole), c'è un ulteriore fattore di complicazione nel predire il suo pericolo.

Rilevamento di campi magnetici

A differenza del rilevabile, a volte anche visibile, contenuto di acqua nell'atmosfera che è così importante in meteorologia, il campo magnetico del gas espulso dal sole, anche in nuvole calde e più dense da esplosioni, è quasi impossibile da rilevare da lontano. L'effetto di una nube interplanetaria è notevolmente potenziato se la direzione del suo campo magnetico è opposta al campo stesso della Terra dove colpisce la barriera della magnetosfera terrestre. In quel caso, un processo noto come "riconnessione" consente a gran parte dell'energia della nuvola di essere trasferita nella regione vicino alla Terra, e si accumulano in gran parte sul lato notturno, nonostante la nuvola colpisca il lato rivolto verso il sole.

Per processi secondari, di solito comporta un'ulteriore riconnessione, questa energia produce effetti meteorologici spaziali. Le cinture di radiazioni della Terra possono essere notevolmente energizzate, mettendo in pericolo gli astronauti e persino i satelliti. Questi processi possono anche produrre aurore luminose, la cui bellezza nasconde il pericolo poiché a loro volta producono campi magnetici. Un effetto generatore si verifica quando le aurore danzanti fanno variare i campi magnetici, ma a differenza dei generatori che producono gran parte della nostra elettricità, i campi elettrici delle aurore sono incontrollati.

I campi elettrici delle aurore sono piccoli, e non rilevabile dai sensi umani. Però, su una regione molto ampia possono accumularsi per applicare una tensione considerevole. È questo effetto che rappresenta un pericolo per la nostra più grande infrastruttura, come le reti elettriche. Per prevedere quando ciò potrebbe accadere, avremmo bisogno di misurare da lontano la dimensione e la direzione del campo magnetico in una nuvola spaziale in arrivo. Però, quel campo invisibile è furtivo e difficile da rilevare finché non è quasi su di noi.

Monitor satellitari

Per le leggi gravitazionali delle orbite, un satellite che monitora continuamente i campi magnetici mediante misurazione diretta deve trovarsi a circa un milione di miglia (1,6 milioni di chilometri) dalla Terra, tra noi e il sole cento volte più lontano. Una nuvola magnetica che causa effetti meteorologici spaziali minori di solito impiega circa tre giorni per arrivare dal sole alla Terra. Una nuvola davvero pericolosa, da una più grande esplosione solare, potrebbe volerci anche solo un giorno. Poiché i nostri satelliti di monitoraggio sono relativamente vicini alla Terra, conosciamo solo la direzione cruciale del campo magnetico al massimo un'ora prima dell'impatto. Non c'è molto tempo per preparare infrastrutture vulnerabili, come reti elettriche e di comunicazione e satelliti, per sopravvivere al meglio.

Poiché le flotte di satelliti necessarie per dare un migliore avviso non sono nemmeno sui tavoli da disegno, dobbiamo fare affidamento sulla fortuna di fronte al tempo spaziale. Potrebbe essere un piccolo conforto il fatto che il prossimo massimo solare, quando la superficie del sole è più attiva durante un ciclo e si prevede che raggiungerà il picco nel 2025, si prevede che sia mite.

Potrebbe essere Mark Twain che ha detto "è difficile fare previsioni, soprattutto sul futuro, " ma è certamente vero nel caso della meteorologia spaziale.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.