Scoperte le onde enigmatiche che causano le aurore, un fenomeno davvero affascinante

Scoperte le onde enigmatiche che causano le aurore, un fenomeno davvero affascinante

Uno dei panorami più belli che i nostri cieli possono offrire è il bagliore danzante delle luci aurorali. Eppure questo affascinante fenomeno non è ancora del tutto compreso. Sappiamo che è prodotto da particelle soffiate dalle tempeste solari, accelerate lungo le linee del campo magnetico terrestre fino alle latitudini più elevate, dove piovono nell’atmosfera superiore. Lì, le interazioni con le particelle nell’atmosfera generano cortine di luce che brillano nel cielo. Ora, per la prima volta, gli scienziati hanno dimostrato e confermato il meccanismo con cui si verifica l’accelerazione delle particelle, replicando il processo in laboratorio, come riporta sciencealert.com. Leggi anche: Eclissi di sole, sarà visibile anche dall’Italia: ecco quando e come osservarla. I consigli

Le onde elettromagnetiche

Proprio come avevano pensato gli scienziati, potenti onde elettromagnetiche note come onde di Alfvén accelerano gli elettroni lungo le linee del campo magnetico. “L’idea che queste onde possano energizzare gli elettroni che creano l’aurora risale a più di quattro decenni fa, ma questa è la prima volta che siamo stati in grado di confermare definitivamente che funziona“, ha detto il fisico Craig Kletzing dell’Università dell’Iowa. Questi esperimenti hanno permesso di effettuare le misurazioni chiave che mostrano che spiegano un modo importante in cui vengono create le aurore. Leggi anche: Space X, lanciato un nuovo razzo Falcon 9 per portare in orbita un satellite radio Sirius XM

Le onde di Alfven

Conosciamo le onde di Alfvén da molto tempo. Furono descritte per la prima volta dall’ingegnere elettrico svedese Hannes Alfvén nel 1942: onde trasversali in un fluido elettrico che si propagano lungo le linee del campo magnetico. Tali onde sono un importante meccanismo per il trasporto di energia e quantità di moto nei sistemi magnetoidrodinamici; cioè, possono accelerare le particelle. Le onde di Alfvén sono state osservate nelle linee del campo magnetico terrestre e le navicelle spaziali hanno persino osservato le onde di Alfvén verso la Terra sopra le aurore. Da leggere anche La Nasa scopre una nuova magnetar

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La scoperta

È ampiamente accettato che le onde di Alfvén svolgano un ruolo nell’accelerazione degli elettroni aurorali, ma determinare il ruolo esatto è stato alquanto complicato. Così un team di scienziati guidato dal fisico Jim Schroeder del Wheaton College ha utilizzato il Large Plasma Device (LAPD) dell’Università della California di Los Angeles per dare un’occhiata più da vicino al fenomeno.  “Questo impegnativo esperimento ha richiesto una misurazione della piccolissima popolazione di elettroni che si muoveva lungo la camera della polizia di Los Angeles quasi alla stessa velocità delle onde di Alfvén, contando meno di uno su mille degli elettroni nel plasma“, ha affermato il fisico Troy Carter dell’UCLA .

Le misure

“Le misure hanno rivelato che questa piccola popolazione di elettroni subisce un'”accelerazione risonante” dal campo elettrico dell’onda di Alfvén, simile a un surfista che cattura un’onda e viene continuamente accelerato mentre il surfista si muove insieme all’onda“, ha detto il fisico Greg Howes dell’Università dell’Iowa . Questo processo è noto come smorzamento di Landau, perché il trasferimento di energia dall’onda alla particella smorza l’onda, che a sua volta impedisce l’emergere di instabilità. Secondo l’analisi del team, la firma prodotta dalla velocità dell’elettrone era la firma nota per lo smorzamento di Landau, indicando che si era verificata un’accelerazione di risonanza. La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.