Mercurio: una sentinella per il Sole

Un fenomeno atmosferico rilevato attorno a Mercurio annuncia con grande anticipo violenti fenomeni solari che possono colpire la Terra e provocare tempeste geomagnetiche.

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Il pianeta Mercurio ripreso dalla sonda Messenger (Nasa). | NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Come nella mitologia greca Mercurio era il messaggero degli dei, così oggi il pianeta Mercurio può informarci su imminenti tempeste geomagnetiche provocate dall'arrivo nell'ambiente terrestre di bolle di plasma solare, le cosiddette Coronal Mass Ejection (CME). Un lavoro appena pubblicato su Scientific Reports, guidato da Stefano Orsini, ricercatore dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Roma, presenta la prima prova della relazione diretta tra il transito di una bolla di plasma proveniente dal Sole e la dinamica dell'esosfera (la parte più esterna dell'atmosfera) del pianeta Mercurio.

 

Mercurio, vento solare, tempeste geomagnetiche
Sullo sfondo il Sole e la sua corona ripresi dalla sonda STEREO-B della Nasa. Nei due riquadri, la distribuzione del sodio (Na) negli strati più esterni dell'atmosfera di Mercurio, osservata dal telescopio solare THEMIS in due differenti situazioni: in alto a sinistra durante il passaggio di una perturbazione solare, in basso a destra durante un periodo di quiete. | NASA/STEREO, Orsini et al.

Questo lavoro, a cui hanno partecipato anche altri ricercatori INAF e dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), indica che l'andamento dell'emissione di sodio (Na) attorno a Mercurio, così come osservato dalla Terra, può essere un vero e proprio campanello d'allarme nell'ambito della meteorologia spaziale planetaria e può fornire indicazioni sulla propagazione delle perturbazioni solari ben prima del loro eventuale arrivo alla Terra.

 

Nel lavoro viene studiato il collegamento tra l'andamento della distribuzione del sodio negli strati più esterni dell'atmosfera di Mercurio e le interazioni tra vento solare, magnetosfera e superficie di Mercurio.

 

L'indagine ha utilizzato le immagini della distribuzione dell'intensità del sodio attorno a Mercurio prese a intervalli di un'ora dal telescopio solare THEMIS (Tenerife, Canarie) durante 10 periodi (con buone condizioni di trasparenza atmosferica) tra il 2012 e il 2013. In quegli stessi periodi erano disponibili anche i dati della sonda Messenger (Nasa), che all'epoca orbitava intorno a Mercurio.

 

Frequentemente, nei dati raccolti si osservano distribuzioni di intensità che presentano due picchi, rispettivamente situati nelle regioni polari a nord e sud del pianeta.

 

Dietro l'angolo: 2018, in viaggio nel Sistema Solare. | NASA

«Noi interpretiamo questi segnali come la conseguenza di precipitazioni di particelle nelle regioni in cui le linee di campo magnetico convergono verso i poli di Mercurio, così come accade sulla Terra», commenta Orsini. Occasionalmente, il segnale associato al sodio è invece diffuso nell'intera regione sub-solare. «Confrontando i modelli disponibili e i dati di Messenger che indicano l'impatto di una CME sul debole campo magnetico - contemporaneo alle distribuzioni diffuse di sodio - riteniamo che queste distribuzioni siano una chiara traccia del passaggio della Coronal Mass Ejection.»

 

5 miliardi di anni fa: la nascita del Sistema Solare. | NASA

In particolare, analizzando i profili temporali misurati da Messenger del flusso dei protoni e dell'intensità del campo magnetico, il team ha scoperto che le responsabili delle emissioni di sodio sono le particelle provenienti dal Sole che precipitano sul pianeta in modo diverso a seconda delle condizioni dello spazio interplanetario.

 

Questo risultato dimostra quanto sia importante studiare Mercurio, non solo come pianeta roccioso, non solo per le importanti implicazioni che la sua orbita induce nel campo della gravitazione e della relatività generale, ma anche per la dinamica dell'eliosfera e delle tempeste magnetiche terrestri provocate dall'attività solare, che possono causare interruzioni di funzionamento degli apparati tecnologici sul nostro pianeta, sia a terra sia nello spazio.

 

«La missione ESA-JAXA BepiColombo, che partirà per Mercurio il prossimo ottobre, porterà 16 strumenti - distribuiti su due satelliti - che ci aiuteranno a capire Mercurio con grande dettaglio», conclude Orsini: «ci auguriamo che questa ambiziosa missione sia accompagnata da accurate campagne di misura da Terra. Comunque, non v'è dubbio che i risultati che ci fornirà BepiColombo avranno una portata epocale nel quadro dell'esplorazione del Sistema Solare, alla ricerca delle nostre radici.»