Una nuova ricerca sulle tempeste solari scopre che non solo possono causare regioni di eccessiva carica elettrica nell'atmosfera superiore sopra i poli della Terra, possono anche fare l'esatto contrario:causare regioni che sono quasi esaurite di particelle caricate elettricamente. La scoperta si aggiunge alla nostra conoscenza di come le tempeste solari influenzano la Terra e potrebbe portare a un miglioramento delle comunicazioni radio e dei sistemi di navigazione per l'Artico.

Un team di ricercatori danesi, gli Stati Uniti e il Canada hanno fatto la scoperta mentre studiavano una tempesta solare che ha raggiunto la Terra il 19 febbraio, 2014. È stato osservato che la tempesta ha effetto sulla ionosfera in tutte le latitudini settentrionali della Terra. I suoi effetti sulla Groenlandia sono stati documentati da una rete globale di sistemi di navigazione satellitare, o GNSS, stazioni così come osservatori geomagnetici e altre risorse. Attila Komjathy del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, sviluppato software per elaborare i dati GNSS e aiutato con l'elaborazione dei dati. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Scienza radiofonica .

Le tempeste solari spesso includono un'eruzione sul sole chiamata espulsione di massa coronale, o ECM. Questa è una vasta nuvola di particelle caricate elettricamente scagliate nello spazio che disturba il campo magnetico interplanetario nel nostro sistema solare. Quando queste particelle e i disturbi magnetici incontrano il campo magnetico terrestre, interagiscono in una serie di processi fisici complessi, e innescare perturbazioni nel campo magnetico terrestre. Queste perturbazioni sono chiamate tempeste geomagnetiche. Le interazioni possono causare macchie instabili di elettroni in eccesso nella ionosfera, una regione atmosferica che inizia a circa 50 miglia (80 chilometri) sopra la superficie terrestre che contiene già ioni ed elettroni.

La tempesta geomagnetica del 2014 è stata il risultato di due potenti CME dirette dalla Terra. La tempesta inizialmente ha prodotto chiazze di elettroni extra nella ionosfera sopra la Groenlandia settentrionale, come di solito. Ma appena a sud di queste patch, gli scienziati furono sorpresi di trovare vaste aree che si estendevano da 300 a 600 miglia (500 a 1, 000 chilometri) dove gli elettroni sono stati "quasi aspirati, " nelle parole di Per Hoeg del National Space Research Institute presso la Technical University of Denmark, Lyngby. Queste aree sono rimaste prive di elettroni per diversi giorni.

Gli elettroni nella ionosfera normalmente riflettono le onde radio al livello del suolo, consentire comunicazioni radio a lunga distanza. Sia l'esaurimento degli elettroni che l'aumento degli elettroni in questo strato possono causare il fallimento delle comunicazioni radio, ridurre la precisione dei sistemi GPS, danneggiare i satelliti e danneggiare le reti elettriche.

"Non sappiamo esattamente cosa causa l'esaurimento, " Komjathy ha detto. "Una possibile spiegazione è che gli elettroni si ricombinano con ioni caricati positivamente fino a quando non ci sono elettroni in eccesso. Potrebbe anche esserci una ridistribuzione:gli elettroni vengono spostati e allontanati dalla regione, non solo orizzontalmente ma verticalmente".

Il documento è intitolato "Osservazioni multistrumento di una tempesta geomagnetica e dei suoi effetti sulla ionosfera artica:un caso di studio della tempesta del 19 febbraio 2014". L'autore principale Tibor Durgonics è uno studente di dottorato presso l'Università tecnica della Danimarca. Richard Langley (Università del New Brunswick, Canada) ha fornito set di dati e interpretazione.