Scienze

Il campo magnetico della Terra risuona come pelle di tamburo

La Terra risuona nello Spazio, per effetto del vento solare sulla magnetosfera: ecco il suono della Terra e il video che spiega la fisica del fenomeno.

Il campo magnetico della Terra - la magnetosfera, che avvolge il pianeta e lo protegge dalle radiazioni cosmiche e solari - è modellato sia dal moto dei metalli fusi (in particolare dal ferro del nucleo esterno della Terra, che produce le correnti elettriche all'origine del campo magnetico) sia dalle interazioni con le particelle elettriche provenienti dal Sole. Il confine della magnetosfera - la magnetopausa - è in costante cambiamento a causa delle variazioni di questi due elementi.

Un team di ricercatori afferma di avere trovato le prove che il bordo esterno del campo magnetico terrestre, il suo confine, può "vibrare come un tamburo". L'idea non è nuova, ma non è mai stata dimostrata: quando è stata avanzata la prima volta (45 anni fa) si era ipotizzato che la magnetopausa potesse vibrare quando colpita dal plasma solare, ossia dalle particelle cariche elettricamente che arrivano dal Sole, e che ciò potesse produrre delle onde capaci di propagarsi lungo e attraverso la superficie. Un'ipotesi che, alla luce del nuovo studio, sembra corretta.

Non solo: sembra che quando queste vibrazioni raggiungono i poli vengono riflesse, e ciò crea un'interferenza tra le onde di andata e di ritorno, in un fenomeno noto come pattern di onde stazionarie, tipico di quando si percuote una batteria.

Il campo magnetico della Terra vibra come pelle di tamburo: le "bacchette" sono i getti di plasma solare.
© Martin Archer, Queen Mary University of London

Un po' di fortuna. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, rileva che questa è la prima volta che l'effetto viene osservato e che la misurazione è coerente con la teoria. Le onde possono essere prodotte da una potente emissione di vento solare, ma anche da più sottili interazioni tra il nostro campo magnetico e le particelle del vento solare.

«Alcuni ricercatori si erano ormai convinti dell'inestistenza di tali vibrazioni, mai rilevate nei 45 anni dalla prima ipotesi, e sapevamo bene quanto sarebbe stato difficile averne certezza», afferma Martin Archer, della School of Physics and Astronomy della Queen Mary University (UK), coordinatore della ricerca: «per arrivare a una ragionevole sicurezza avevamo bisogno di vari satelliti posizionati nei posti "giusti" attorno alla Terra nel momento esatto in cui fosse arrivato un violento "colpo di vento solare", in modo da poter escludere altri fenomeni di risonanza già noti.»

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L'interazione tra vento solare e campo magnetico genera aurore boreali.

Ad Archer e al suo team sono venuti in aiuto i cinque satelliti THEMIS della NASA, che si trovavano disposti in modo ideale quando la Terra è stata investita da un forte getto di plasma isolato che ha colpito la magnetopausa: i ricercatori hanno così potuto studiare l'effetto di quell'impulso e misurare l'oscillazione nella magnetosfera.

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Illustrazione: l'impatto di un getto di plasma solare (in giallo) genera schemi (pattern) di onde stazionarie sulla magnetopausa (blu) e nella magnetosfera (verde). Il gruppo dei satelliti THEMIS ha rilevato le onde in successione, senza possibilità di errore, confermando la teoria. © E. Masongsong/UCLA, M. Archer/QMUL, H. Hietala/UTU

Altri misteri. «C'è ancora molto che non sappiamo di questo fenomeno. Non sappiamo quanto spesso avvenga né se pianeti con forti campi magnetici, come Giove e Saturno, sperimentino interazioni simili», sottolinea Archer. Considerato però che la scoperta conferma una vecchia teoria, molti altri ricercatori vorranno proseguire e approfondire questi studi - che sono di notevole importanza anche per una maggiore comprensione del nostro campo magnetico e della meteorologia dello Spazio attorno alla Terra.

19 febbraio 2019 Luigi Bignami
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