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Il "mistero" delle “luci del nord” può essere risolto

Gli scienziati potrebbero aver risolto un annoso mistero circa l'origine delle particelle energetiche che causano le aurore boreali.

Gli elettroni responsabili della aurore - conosciute anche come le luci del nord e del sud - secondo un nuovo studio sono probabilmente accelerati a velocità incredibili in una regione attiva della Magnetosfera terrestre. Lo studio riporta che la regione è 1.000 volte più grande di quanto gli scienziati avevano pensato fosse possibile, fornendo un volume sufficiente per generare le grandi quantità di elettroni in rapido movimento.

"La gente pensava che questa regione fosse molto piccola", ha detto in un comunicato l'autore Jan Egedal, del Massachusetts Institute of Technology, ma ora, ha aggiunto, "abbiamo dimostrato che può essere molto grande, e può accelerare molti elettroni."

Egedal ei suoi colleghi hanno analizzato i dati raccolti dalle sonde spaziali, tra cui quelle dell'Agenzia spaziale europea. Essi hanno anche effettuato simulazioni utilizzando un supercomputer chiamato Kraken dello United States Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory in Tennessee.

Kraken ha 112.000 processori che lavorano in parallelo. Il team ha utilizzato 25 mila di questi processori per 11 giorni, seguendo i movimenti di 180 miliardi di particelle simulate nello spazio per tracciare come le Aurore generassero movimento di elettroni.

I ricercatori hanno determinato che questi elettroni vengono probabilmente schizzati alle loro velocità enormi nella coda magnetica, una parte della Magnetosfera terrestre di protezione, che è stata spinta lontano nello spazio dal vento solare.

Egedal ha specificato che così come il vento solare ( il flusso di particelle cariche provenienti dal sole da un milione di mph ) si estende alle linee del campo magnetico terrestre, così il campo di accumulo di energia terrestre si estende come un elastico che si allunga. Quando le linee di campo normalmente parallele si ricollegano, l'energia viene rilasciata come un elastico ritornante e gli elettroni vengono spinti indietro verso il nostro pianeta a velocità fantastiche.

Quando questi elettroni in rapido movimento colpiscono le molecole nell'atmosfera superiore della Terra, l'impatto genera il fenomeno che noi conosciamo come le luci del nord e del sud. ( Foto: Dazzling Northern Lights di febbraio 2012 )

Alcuni fisici hanno visto questa storia dell’origine degli elettroni da parte dell’aurora come improbabile, perché non pensavano che la regione attiva magnetica fosse abbastanza grande per generare un gran numero di elettroni che impattano nell'atmosfera terrestre.

Egedal e il suo team hanno scoperto, tuttavia, che è probabile che la regione presa in esame sia invece molto grande, per la precisione circa 1.000 volte più grande rispetto a quello che i teorici avevano pensato fosse possibile.

"Le persone hanno pensato che questa fosse un’idea folle", ha detto Egedal. "Ora non è più così."

I ricercatori hanno inoltre aggiunto che oltre a creare una luce bellissima alle latitudini più alte della Terra, questi elettroni super-energetici possono danneggiare o distruggere i veicoli spaziali. Quindi una migliore comprensione del loro comportamento può aiutare gli operatori a proteggere meglio i propri satelliti.

Lo studio è pubblicato sull'edizione del 26 febbraio della rivista Nature Physics.

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