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    Molteplici veicoli spaziali raccontano la storia di una gigantesca tempesta solare
    Questo diagramma mostra le posizioni dei singoli veicoli spaziali, nonché della Terra e di Marte, durante l'esplosione solare del 17 aprile 2021. Il Sole è al centro. La freccia nera mostra la direzione del brillamento solare iniziale. Diversi veicoli spaziali hanno rilevato particelle energetiche solari (SEP) oltre 210 gradi attorno al Sole (area ombreggiata in blu). Credito:Solar-MACH

    Il 17 aprile 2021 è stato un giorno come qualsiasi altro giorno sul Sole, finché non è esploso un lampo brillante e un'enorme nuvola di materiale solare si è allontanata dalla nostra stella. Tali esplosioni dal sole non sono insolite, ma questa è stata insolitamente diffusa, scagliando protoni ed elettroni ad alta velocità a velocità prossime a quella della luce e colpendo diversi veicoli spaziali attraverso il sistema solare interno.



    In effetti, era la prima volta che protoni ed elettroni ad alta velocità, chiamati particelle energetiche solari (SEP), venivano osservati da veicoli spaziali in cinque posizioni diverse e ben separate tra il Sole e la Terra, nonché da veicoli spaziali in orbita attorno a Marte. E ora queste diverse prospettive sulla tempesta solare stanno rivelando che diversi tipi di SEP potenzialmente pericolosi possono essere lanciati nello spazio da diversi fenomeni solari e in direzioni diverse, provocandone la diffusione.

    "I SEP possono danneggiare la nostra tecnologia, come quella dei satelliti, e disturbare il GPS", ha affermato Nina Dresing del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Turku in Finlandia. "Inoltre, gli esseri umani nello spazio o anche sugli aerei sulle rotte polari possono subire radiazioni dannose durante forti eventi SEP."

    Scienziati come Dresing sono ansiosi di scoprire da dove provengono esattamente queste particelle e cosa le spinge a velocità così elevate, per imparare meglio come proteggere le persone e la tecnologia dai pericoli. Dresing ha guidato un team di scienziati che hanno analizzato quali tipi di particelle hanno colpito ciascun veicolo spaziale e quando. Il team ha pubblicato i risultati sulla rivista Astronomy &Astrophysics .

    Attualmente in viaggio verso Mercurio, la navicella spaziale BepiColombo, una missione congiunta dell'ESA (Agenzia spaziale europea) e della JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), era la più vicina alla linea di fuoco diretta dell'esplosione ed è stata colpita dalle particelle più intense. Allo stesso tempo, la Parker Solar Probe della NASA e il Solar Orbiter dell'ESA si trovavano sui lati opposti del brillamento, ma la Parker Solar Probe era più vicina al Sole, quindi ha subito un colpo più duro rispetto al Solar Orbiter.

    Il successivo in fila era uno dei due veicoli spaziali del Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO), STEREO-A, seguito dal NASA/ESA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) e dalla navicella spaziale Wind della NASA, che erano più vicini alla Terra e ben lontani dall'esplosione. . In orbita attorno a Marte, la navicella spaziale MAVEN della NASA e Mars Express dell'ESA sono state le ultime a rilevare le particelle dell'evento.

    Complessivamente, le particelle sono state rilevate su 210 gradi longitudinali di spazio (quasi due terzi della circonferenza del sole), ovvero un angolo molto più ampio di quello normalmente coperto dalle esplosioni solari. Inoltre, ogni sonda spaziale ha registrato un diverso flusso di elettroni e protoni nella sua posizione. Le differenze nell'arrivo e nelle caratteristiche delle particelle registrate dai vari veicoli spaziali hanno aiutato gli scienziati a ricostruire quando e in quali condizioni i SEP sono stati espulsi nello spazio.

    Questi indizi hanno suggerito al team di Dresing che i SEP non sono stati fatti esplodere da un'unica fonte tutto in una volta, ma sono stati spinti in direzioni diverse e in tempi diversi, potenzialmente da diversi tipi di eruzioni solari.

    Il 17 aprile 2021, una delle navicelle spaziali del Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) ha catturato questa visione di un'espulsione di massa coronale che fluttua via dal Sole (che è coperto dal disco nero al centro per vedere meglio le caratteristiche attorno ad esso). Credito:NASA/STEREO-A/COR2

    "Molteplici fonti stanno probabilmente contribuendo a questo evento, spiegando la sua ampia distribuzione", ha detto il membro del team Georgia de Nolfo, ricercatrice eliofisica presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Inoltre, sembra che, per questo evento, i protoni e gli elettroni possano provenire da fonti diverse."

    Il team ha concluso che gli elettroni sono stati probabilmente spinti nello spazio rapidamente dal lampo di luce iniziale, un brillamento solare, mentre i protoni sono stati spinti più lentamente, probabilmente da un'onda d'urto proveniente dalla nube di materiale solare o da un'espulsione di massa coronale. /P>

    "Questa non è la prima volta che si ipotizza che elettroni e protoni abbiano avuto fonti diverse per la loro accelerazione", ha detto de Nolfo. "Questa misurazione è stata unica in quanto le molteplici prospettive hanno consentito agli scienziati di separare meglio i diversi processi, per confermare che elettroni e protoni possono provenire da processi diversi."

    Oltre al brillamento e all'espulsione di massa coronale, la navicella spaziale ha registrato quattro gruppi di lampi radio provenienti dal sole durante l'evento, che avrebbero potuto essere accompagnati da quattro diverse esplosioni di particelle in direzioni diverse. Questa osservazione potrebbe aiutare a spiegare come le particelle siano diventate così diffuse.

    "Abbiamo avuto diversi episodi distinti di iniezione di particelle, che sono andati in direzioni significativamente diverse, e tutti hanno contribuito insieme alla natura diffusa dell'evento", ha affermato Dressing.

    "Questo evento è stato in grado di mostrare quanto siano importanti le molteplici prospettive per districare la complessità dell'evento", ha affermato de Nolfo.

    Questi risultati mostrano la promessa di future missioni eliofisiche della NASA che utilizzeranno più veicoli spaziali per studiare fenomeni diffusi, come Geospace Dynamics Constellation (GDC), SunRISE, PUNCH e HelioSwarm. Mentre un singolo veicolo spaziale può rivelare le condizioni a livello locale, più veicoli spaziali in orbita in luoghi diversi forniscono informazioni scientifiche più approfondite e offrono un quadro più completo di ciò che sta accadendo nello spazio e intorno al nostro pianeta natale.

    Presenta inoltre un'anteprima del lavoro che verrà svolto dalle future missioni come MUSE, IMAP ed ESCAPADE, che studieranno gli eventi solari esplosivi e l'accelerazione delle particelle nel sistema solare.

    Ulteriori informazioni: N. Dresing et al, L'evento diffuso di particelle energetiche solari del 17 aprile 2021, Astronomia e astrofisica (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202345938

    Fornito dalla NASA




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