Nel maggio 2024, una delle più intense tempeste solari degli ultimi vent’anni ha colpito la Terra, inondando il nostro pianeta di particelle cariche ad alta energia e generando le condizioni per una tempesta geomagnetica di livello “estremo”, G5. Questo evento ha generato spettacolari aurore visibili anche a latitudini molto basse, e ha causato temporanee interruzioni nelle comunicazioni GPS.
Utilizzando i dati del satellite Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE), un cubesat della NASA, gli scienziati hanno scoperto che la tempesta ha creato due nuove fasce temporanee di particelle energetiche attorno alla Terra. Queste fasce si sono formate tra le due fasce di Van Allen, regioni permanenti a forma di anello composte da elettroni e protoni ad alta energia intrappolati dal campo magnetico terrestre.
Due nuove fasce di Van Allen?
Le fasce di Van Allen sono strutture permanenti ma dinamiche, che possono variare in dimensioni e intensità in risposta all’attività solare. In passato, dopo grandi tempeste solari, sono state osservate anche delle fasce extra temporanee, composte principalmente da elettroni.
Tuttavia, la tempesta del maggio 2024 ha prodotto due fasce aggiuntive con caratteristiche uniche. La fascia più interna conteneva non solo elettroni energetici, ma anche protoni ad alta energia, una composizione mai osservata prima nelle fasce temporanee. Gli scienziati ritengono che questa peculiarità sia dovuta all’intensità e alla natura specifica della tempesta solare.
La scoperta è stata fatta dal cubesat CIRBE, che ha sorvolato più volte i poli magnetici del pianeta mentre si trovava in orbita terrestre bassa da aprile 2023 a ottobre 2024. CIRBE ospitava uno strumento chiamato Relativistic Electron Proton Telescope integrated little experiment-2 (REPTile-2), una versione miniaturizzata e aggiornata di uno strumento che ha volato a bordo delle sonde Van Allen della NASA.
Le osservazioni di CIRBE hanno permesso di monitorare l’evoluzione di queste fasce, rivelando che la fascia composta principalmente da elettroni è durata oltre tre mesi, mentre quella contenente anche protoni potrebbe essere ancora presente. La longevità di queste fasce dipende da ulteriori tempeste solari, che possono fornire l’energia necessaria per disperdere le particelle nello spazio o farle precipitare nell’atmosfera terrestre.
Implicazioni per la sicurezza spaziale
La scoperta di queste fasce temporanee ha implicazioni per la sicurezza dei satelliti e delle missioni spaziali. Le particelle ad alta energia presenti nelle fasce di radiazioni possono danneggiare i componenti elettronici dei satelliti e rappresentare un rischio per gli astronauti. In particolare, i satelliti che devono raggiungere orbite geostazionarie attraversano le fasce di Van Allen più volte durante il loro viaggio, esponendosi a livelli elevati di radiazioni.
Comprendere la formazione e la dinamica di queste fasce temporanee è quindi essenziale per sviluppare strategie di mitigazione dei rischi, come la progettazione di satelliti più resistenti alle radiazioni o la pianificazione di finestre di lancio che minimizzino l’esposizione durante periodi di intensa attività solare.
Nel frattempo, la tempesta geomagnetica ha aumentato la resistenza atmosferica sul cubesat CIRBE, causando una diminuzione prematura della sua orbita. Di conseguenza, il satellite si è deorbitato nell’ottobre 2024. Tuttavia, i dati ottenuti ne valevano la pena. “Siamo molto orgogliosi che il nostro piccolissimo cubesat abbia fatto una tale scoperta” ha detto Xinlin Li, professore presso il Laboratorio di Fisica Atmosferica e Spaziale (LASP) e Dipartimento di Scienze dell’Ingegneria Aerospaziale presso l’Università del Colorado Boulder.
Lo studio, pubblicato su Journal of Geophysical Research: Space Physics, è reperibile qui.
