Dopo la Grande Tempesta del 2024 la Terra ha due nuove fasce di Radiazioni ionizzate

La grande tempesta solare del maggio 2024, che ha scatenato bellissimi spettacoli aurorali in gran parte del mondo, ha anche creato due nuove fasce di radiazioni che sono state osservate con un satellite che è tornato in vita.

La scoperta delle due nuove fasce di radiazioni è stata pubblicata il 6 febbraio sul Journal of Geophysical Research: Space Physics.

“È davvero incredibile”, ha dichiarato in un comunicato stampa Xinlin Li, professore presso il Laboratorio di Fisica Atmosferica e Spaziale dell’Università del Colorado, Boulder. ‘Quando abbiamo confrontato i dati prima e dopo la tempesta, ho detto: ’Wow, questa è davvero una novità’.”

Nel maggio 2024 si è verificata una serie di potenti tempeste provenienti dal nostro Sole, che hanno sparso nello spazio nubi di particelle cariche e culminato in una spettacolare esibizione di aurore boreali e aurora australe (luci del sud), il risultato della più potente tempesta geomagnetica mai verificatasi sulla Terra dal marzo 1989.

E il satellite CIRBE (Colorado Inner Radiation Belt Experiment) della NASA ha dormito per tutto il tempo. Progettato per studiare le fasce di radiazione di Van Allen, il CIRBE è stato lanciato nell’aprile 2023, ma è rimasto silenzioso a metà aprile 2024 a causa di un problema tecnico a bordo. Si è risvegliato a giugno e quando si è riattivato qualcosa era cambiato: erano apparse due nuove fasce di radiazione!

Normali fasce di Van Allen

Le fasce di Van Allen contengono particelle cariche trattenute dal campo magnetico terrestre. Esistono due fasce permanenti, ma la comparsa di una nuova fascia temporanea tra le due permanenti in seguito a una tempesta solare non è insolita: tali fasce di breve durata sono state rilevate per la prima volta nel 2013. Ciò che il CIRBE ha trovato insolito in queste due nuove fasce dopo l’evento del maggio 2024 è stata la loro composizione e durata.

La tempesta solare del maggio 2024 ha creato due fasce di radiazioni extra, inserite tra le due fasce di Van Allen permanenti. Una delle nuove fasce, mostrata in viola, includeva una popolazione di protoni, conferendole una composizione unica mai vista prima. (Crediti immagine: NASA/Goddard Space Flight Center/Kristen Perrin)

Di solito, le fasce temporanee che si formano dopo una tempesta solare sono composte da elettroni ad alta energia. Una delle nuove fasce trovate dal CIRBE corrisponde a questo modello. Tuttavia, anche l’altra fascia conteneva una notevole quantità di protoni ad alta energia (i protoni si trovano anche nelle fasce di radiazione permanenti). Si ritiene che la loro presenza nella nuova fascia sia il prodotto dell’intensità delle tempeste solari di maggio 2024.

Anche le fasce di radiazione temporanee di solito durano al massimo quattro settimane prima di dissiparsi, ma le nuove fasce trovate dal CIRBE hanno una durata molto più lunga: la fascia dominata dagli elettroni è sopravvissuta per tre mesi dopo la tempesta solare, mentre si ritiene che la fascia dominata dai protoni sia ancora avvolta intorno alla Terra anche adesso.

Struttura della nuove fasce di Van Allen

“Si tratta di elettroni e protoni ad altissima energia che sono penetrati nell’ambiente magnetico interno della Terra”, ha dichiarato David Sibeck del Goddard Space Flight Center della NASA nel Maryland. “Alcuni potrebbero rimanere in questo posto per molto tempo.”

Mentre le tempeste solari possono creare nuove fasce di radiazioni come questa, possono anche distruggerle. Una tempesta di modesta potenza nel giugno 2024 ha ridotto la fascia dominata dagli elettroni, e un’altra tempesta nell’agosto 2024 l’ha quasi spazzata via completamente. La fascia ricca di protoni rimane perché si trova in una regione più stabile dove i suoi protoni sono meno vulnerabili all’espulsione dall’orbita.

L’esistenza di queste fasce temporanee contenenti particelle cariche ad alta energia (l’intervallo di energia degli elettroni era compreso tra 1,3 e 5 megaelettronvolt (MeV), mentre per i protoni era ancora maggiore, tra 6,8 e 20 MeV) potrebbe avere ripercussioni sul lancio di veicoli spaziali attraverso le fasce di Van Allen per raggiungere l’orbita geostazionaria (che si trova a un’altitudine di 35.785 km). 8-20 MeV)  o oltre.

Le particelle cariche contenute nelle fasce possono danneggiare i componenti elettrici dei satelliti e dei veicoli spaziali, oltre a rappresentare un ulteriore rischio di radiazioni per gli astronauti nel caso in cui dovessero tornare sulla Luna o avventurarsi su Marte. Per garantire la massima sicurezza al momento del lancio, alcune missioni future, in particolare quelle con equipaggio, potrebbero dover modificare i loro piani di lancio o portare una schermatura supplementare dopo le tempeste solari.