E se ... un CME perfetto colpisse la Terra ?

Hai sentito parlare di una "tempesta perfetta". Ma che dire di una tempesta solare perfetta?

del dottor Tony Phillips
21 gennaio 2021
dal sito SpaceWeatherArchive

Hai sentito parlare di una "tempesta perfetta".

Ma che dire di una tempesta solare perfetta ...?

Un nuovo studio (Numerical Simulations of the Geospace Response to the arrival of an Idealized Perfect Interplanetary Coronal Mass Ejection) appena pubblicato sulla rivista di ricerca Space Weather considera cosa potrebbe accadere se un'eiezione di massa coronale (CME) nel caso peggiore colpisse la Terra.

Avviso spoiler:

Potrebbe essere necessario un generatore di backup ...

Per anni, i ricercatori si sono chiesti, qual è la cosa peggiore che il sole potrebbe fare ?

Nel 2014, Bruce Tsurutani (JPL) e Gurbax Lakhina (Indian Institute of Geomagnetism) hanno introdotto la "Perfect CME".

Sarebbe veloce, lasciando il sole a circa 3.000 km / se puntato direttamente sulla Terra.

Inoltre, seguirebbe un'altra CME, che libererebbe il percorso di fronte ad essa, consentendo alla nube di tempesta di colpire la Terra con la massima forza.

Niente di tutto questo è fantasia ...

L'Osservatorio Solare ed Eliosferico (SOHO) ha osservato CME che lasciano il sole a velocità fino a 3.000 km / s. E ci sono molti casi documentati di un'ECM che spiana la strada a un'altra.

Le CME perfette sono reali ...

Usando semplici calcoli, Tsurutani e Lakhina hanno dimostrato che una CME perfetta avrebbe raggiunto la Terra in sole 12 ore, consentendo ai responsabili delle emergenze poco tempo per prepararsi e si sarebbe schiantata nella nostra magnetosfera a 45 volte la velocità locale del suono.

In risposta a un tale shock, ci sarebbe stata una tempesta geomagnetica forse due volte più forte dell'evento Carrington del 1859.

Reti elettriche, GPS e altri servizi ad alta tecnologia potrebbero subire interruzioni significative ...

Suona male?

Si scopre che potrebbe essere peggio ...

Nel 2020, un team di ricercatori guidato dal fisico Dan Welling dell'Università del Texas ad Arlington ha dato uno sguardo nuovo al CME perfetto di Tsurutani e Lakhina.

La modellazione della meteorologia spaziale ha fatto molta strada negli ultimi 6 anni, quindi sono stati in grado di giungere a nuove conclusioni.

"Abbiamo utilizzato un modello di computer con ionosfera di corrente magnetoidrodinamica (MHD) accoppiato", afferma Welling.

"I risultati della MHD contengono molta più complessità e, si spera, riflettono meglio il sistema del mondo reale".

Risultati di esempio da

modellazione al computer di un impatto CME perfetto.

Le immagini mostrano il file

distorsione e compressione del campo magnetico terrestre

così come le correnti indotte

nell'atmosfera.

Fonte: Welling et al, 2020.

Il team ha scoperto che i disturbi geomagnetici in risposta a una CME perfetta potrebbero essere 10 volte più forti di quelli calcolati da Tsurutani e Lakhina, in particolare a latitudini superiori a 45-50 gradi.

"[I nostri risultati] superano i valori osservati durante molti eventi estremi passati, tra cui,

la tempesta del marzo 1989 che ha abbattuto la rete elettrica Hydro-Quebec nel Canada orientale

la tempesta ferroviaria del maggio 1921

l'evento Carrington stesso",

... dice Welling.

Un risultato chiave del nuovo studio è come il CME distorcerebbe e comprimerebbe la magnetosfera terrestre.

L'attacco spingerebbe la magnetopausa verso il basso fino a quando non si trova a soli 2 raggi terrestri sopra la superficie del nostro pianeta.

I satelliti in orbita terrestre si troverebbero improvvisamente esposti a una grandine di particelle cariche energetiche, potenzialmente in cortocircuito dei componenti elettronici sensibili.

Una "superfontana" di ioni di ossigeno che sale dalla sommità dell'atmosfera terrestre potrebbe letteralmente trascinare verso il basso i satelliti, accelerandone la scomparsa.

(Nota: il gruppo di Welling si è fermato prima di modellare la superfontana.)

Per gli specialisti, la Tabella 1 del documento di Welling et al confronta la loro simulazione di un impatto CME perfetto (evidenziato in giallo) con eventi estremi passati:

Non devi capire tutti i numeri per capirne il succo.

Un perfetto attacco CME farebbe impallidire molte tempeste precedenti.

Adesso per le buone notizie:

Le CME perfette sono rare ...

Angelos Vourlidas della Johns Hopkins University ha studiato le statistiche delle CME.

Osserva che SOHO ha catturato solo due CME con velocità superiori a 3.000 km / s dall'inizio delle operazioni nel 1996.

"Ciò significa che ci aspettiamo che circa una CME venga espulsa a velocità superiori a 3000 km / s per ciclo solare", afferma.

Tuttavia, la velocità non è l'unico fattore.

Per essere "perfetta", una CME a 3000 km / s dovrebbe seguire un'altra CME, liberando il suo percorso, ed entrambe le CME devono essere puntate direttamente sulla Terra.

Tutto si aggiunge a qualcosa che non accade tutti i giorni.