Brillamenti Solari

Quante volte le tempeste solari violente colpiscono la Terra?

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Di tanto in tanto, il sole diventa irritabile.

Enormi tempeste eruttano dalla sua superficie, alcune (chiamate brillamenti solari ) emettendo radiazioni intense attraverso lo spettro elettromagnetico, alcune (chiamate espulsioni di massa coronale ) facendo esplodere miliardi di tonnellate di particelle subatomiche che hanno nevicato attraverso il sistema solare a velocità incredibili. Se queste tempeste colpiscono la Terra, possono creare scompiglio. Nella migliore delle ipotesi possono esserci piccole interferenze radio e, forse, la gloria di un'aurora.

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Al peggio, possono distruggere i satelliti in orbita e causare blackout diffusi che possono richiedere mesi, persino anni, per riprendersi . Ciò richiede un evento straordinariamente potente e non abbiamo sperimentato una di queste megatempeste dall'inizio dell'era elettronica sulla Terra. Ma se uno accadesse ora, e la Terra affrontasse tutto il suo peso, il danno che ha causato potrebbe essere globale e catastrofico.



Di tanto in tanto, il sole diventa irritabile. Ma come spesso?

Come puoi vedere, questa non è una domanda accademica. L'economia di esso è importante. Potrebbe costare migliaia di miliardi di dollari per ripulire dopo un grande evento, e mentre mitigare un simile disastro in anticipo costerebbe meno, è comunque estremamente costoso. Se queste tempeste si verificano solo molto raramente, allora i governi dovrebbero spendere una frazione del loro PIL come profilassi?

Il problema sono le statistiche sui numeri piccoli. Il Sole emette piccole tempeste abbastanza spesso, ma più sono grandi, più sono rare. Inoltre, il modo migliore per misurare la forza di queste tempeste risale solo al 1957.

Danni a un trasformatore durante la tempesta solare del 1989. Credito: NASA

Danni a un trasformatore in Quebec durante la tempesta solare del 1989. Credito: NASA

Per avere una migliore presa sui numeri , un team di scienziati ha cercato di trovare un modo migliore per misurare la forza di queste tempeste. Usando metodi statistici, sono stati in grado di estendere le registrazioni indietro nel tempo fino al 1868, e quello che hanno trovato mi ha sorpreso: tempeste abbastanza grandi da interrompere i servizi e causare blackout (come il blackout del Quebec del 1989 ) hanno una probabilità del 28% di colpire ogni anno (hanno trovato 42 eventi di questo tipo in 150 anni) e le tempeste straordinarie hanno una probabilità del 4% di colpire all'anno (6 in 150 anni).

Lo ammetto, era molto più alto di quanto mi aspettassi. Ma fino a tempi relativamente recenti tali tempeste sarebbero state cattive, ma non necessariamente catastrofiche. Ora, con così tanta parte della nostra civiltà dipendente dall'elettronica che può essere consumata da tempeste come queste, questo è un po' più preoccupante.

Il metodo che hanno usato è interessante. Normalmente, c'è una misurazione chiamata l'indice Disturbance Storm Time , che misura il campo magnetico terrestre vicino all'equatore. È abbastanza affidabile nell'indicare quando una grande tempesta colpisce e interagisce con il nostro campo geomagnetico, ma risale solo al 1957.

Il campo magnetico del Sole varia, diventando più forte e più debole, in un ciclo di 11 anni, quindi l'indice DST risale solo a circa 5 cicli.

il giorno in cui la terra si fermò 2008
Una sequenza di raggi X che mostra il Sole dal 2008 al 2014, ripresa dalla navicella spaziale Hinode. L'attività magnetica solare ha raggiunto il picco nel 2014, ma le tempeste solari sono ancora comuni dopo il picco. Credito: JAXA/NASA/CfAIngrandire

Una sequenza di raggi X che mostra il Sole dal 2008 al 2014, ripresa dalla navicella spaziale Hinode. L'attività magnetica solare ha raggiunto il picco nel 2014, ma le tempeste solari sono ancora comuni dopo il picco. Credito: JAXA/NASA/CfA

Un'altra misura, chiamata l'indice aa , utilizza stazioni di misurazione magnetiche ai lati opposti della Terra, misurando il campo magnetico in modo diverso. Risale al 1868, coprendo 14 cicli solari, ma le misurazioni vengono eseguite in modo tale che è difficile raccoglierle e utilizzarle per prevedere le tempeste solari. Ciò che gli scienziati hanno fatto in questo nuovo lavoro è stato guardare le medie annuali di queste misurazioni e sono stati in grado di mostrare staticamente che questi massimi corrispondevano bene all'indice DST quando si abbattevano le tempeste. Potrebbero quindi utilizzare l'indice aa per estrapolare quale sia l'indice DST volevo sembravano dal 1868 al 1957, prima che fosse effettivamente disponibile. Da ciò, potevano vedere come apparivano le tempeste nel passato.

Intelligente. Inoltre, c'era anche qualche scienza diretta che potevano fare con questo. Nel 1859, quella che fu forse la tempesta solare più massiccia mai registrata colpì la Terra. Chiamata l'evento di Carrington , secondo un astronomo che lo ha studiato, se qualcosa di così potente dovesse accadere oggi i risultati sarebbero assolutamente catastrofici. Si chiedevano se questo evento fosse davvero unico nel suo genere (ad esempio, richiedendo circostanze speciali sul Sole o nel campo terrestre per verificarsi), o se fosse semplicemente una tempesta estremamente forte con circostanze normali che lo portavano, la fine della coda di una distribuzione altrimenti normale delle forze della tempesta.

Un enorme brillamento solare è scoppiato sul Sole nell'ottobre 2003, visto qui nei raggi X. È stato anche accompagnato da una potente espulsione di massa coronale. Le tempeste solari come queste sono un pericolo per la nostra rete elettrica e i satelliti in orbita. Credito: NASA/SOHOIngrandire

Un enorme brillamento solare è scoppiato sul Sole nell'ottobre 2003, visto qui nei raggi X. È stato anche accompagnato da una potente espulsione di massa coronale. Le tempeste solari come queste sono un pericolo per la nostra rete elettrica e i satelliti in orbita. Credito: NASA/SOHO

Hanno scoperto estrapolando le loro statistiche che la tempesta del 1859 era in realtà solo all'estremità superiore della gamma normale, e non uno strano colpo di fortuna. Non è confortante, ad essere onesti. Peggio ancora, nel 2012 il Sole ha spazzato via un'altra tempesta epica, ma era puntata in una direzione diversa, quindi per fortuna ha mancato la Terra. Quindi, mentre gli eventi di Carrington che hanno un impatto su di noi sono rari, statisticamente parlando sembrano accadere su una scala temporale di una volta al secolo o giù di lì.

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Questo è il motivo per cui ho chiesto che si presti una seria attenzione a questi eventi. Ci sono cose che possiamo fare per mitigare il danno e molte hanno comunque senso farlo. Ma il costo è enorme e convincere i politici a vedere oltre il limite del loro naso (o, più realisticamente, il ciclo elettorale) quando si tratta di budget è quasi impossibile.

Sono contento che questo nuovo lavoro sia stato fatto. Dobbiamo capire molto meglio queste tempeste, inclusa la frequenza con cui si verificano. Le tempeste più grandi tendono a verificarsi nel periodo in cui il Sole raggiunge il picco del suo ciclo magnetico e per un paio di anni dopo. In questo momento il Sole è al suo minimo magnetico (e lo è stato per diversi anni, stranamente), ma il prossimo picco sta arrivando. Le probabilità sono buone noi non lo farò ottenere una tempesta enorme allora... ma la possibilità non è 0.



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