Uno studio approfondito delle aurore ha rivelato nuovi modi di comprendere la fisica dei rilasci di energia esplosiva nello spazio, secondo una nuova ricerca condotta dall'UCL.

Le aurore sono un segno rivelatore di processi fisici nello spazio, comportandosi come schermi televisivi mostrando ciò che accade a milioni di chilometri di distanza dalla Terra, dove il campo magnetico del nostro pianeta si estende in una lunga coda rivolta verso il Sole.

Per lo studio, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , il team dell'UCL e dell'Università di Reading ha osservato da remoto un'aurora in rapida evoluzione per capire la fisica dietro il perché, quando e come l'energia viene rilasciata mentre la fonte dell'aurora si riconfigura in modo esplosivo.

"Da qualche parte nell'enorme volume di spazio in cui si estende la magnetosfera terrestre, questo rilascio di energia avviene tramite instabilità che è davvero difficile da individuare. Causano sottotempeste per cui le particelle cariche salgono nell'atmosfera terrestre su onde elettromagnetiche, rilasciando grandi quantità di energia e illuminando l'aurora", ha spiegato l'autore dello studio, il dott. Jonathan Rae (UCL Space &Climate Physics).

"Studiando da vicino le aurore, possiamo mappare indietro nello spazio dove si verificano le instabilità e studiare la fisica che le causa. È molto più efficiente che cercare di osservare vaste aree dello spazio".

Il team ha scansionato gran parte del cielo e ha trovato la sottotempesta perfetta situata su Poker Flats in Alaska il 18 settembre 2012. Utilizzando i nuovi dati della telecamera MOOSE (Multi-spectral Observatory Of Sensitive EM-CCDs), hanno seguito l'aurora mentre si muoveva verso il polo nord per un periodo di quattro minuti.

Questo è un tempo relativamente lungo per studiare questo tipo di aurora, permettendo agli scienziati di raccogliere una grande quantità di dati. Le informazioni sono state quindi analizzate per modelli specifici che hanno fornito importanti indizi fisici sulla formazione dell'aurora nello spazio e nel tempo.

L'aurora iniziò come una linea di "perle aurorali" lungo un arco che cresceva esponenzialmente in luminosità e dimensioni. Queste increspature crescenti sono un segno distintivo di un'instabilità nello spazio.

Confrontando queste caratteristiche dettagliate dell'aurora con lo stato dell'arte della teoria, il team potrebbe restringere l'area dello spazio in cui è più probabile l'instabilità.

"Abbiamo dimostrato che è possibile studiare l'aurora solo per scoprire dove si trovano le instabilità nello spazio, che non è stato fatto prima, " ha spiegato il co-autore Dr. Colin Forsyth (UCL Space &Climate Physics).

"Il nostro metodo ci permette di prevedere che cos'è l'instabilità e dove si trova nello spazio. Infatti, la regione che abbiamo identificato è incredibilmente piccola in termini spaziali, solo una piccola frazione del volume della Terra, e speriamo di studiarla in modo più dettagliato utilizzando veicoli spaziali che attraversano l'area".

Fino ad ora, gli scienziati sono stati in grado di descrivere l'aurora e gli eventi ad alta energia che si verificano sul Sole e su altri pianeti all'interno del sistema solare, ma è la prima volta che viene eseguita una vera analisi fisica.

"È importante che il nostro lavoro ha dato agli scienziati più fisica con cui lavorare. Un'intera gamma di modelli teorici può essere testata e perfezionata in base alle caratteristiche fisiche che abbiamo catturato, " ha aggiunto la coautrice Dr. Clare Watt (Università di Reading).

"Ciò che abbiamo riportato è sfuggito agli scienziati da quando le aurore sono state descritte per la prima volta negli anni '60 e mentre usiamo la Terra come nostro laboratorio più vicino, i risultati si applicheranno ad altri eventi in altre parti del sistema solare. Non vediamo l'ora di individuare questo epicentro nello spazio e scoprire cosa lo rende instabile, " ha concluso il dottor Rae.