Le “tempeste solari di Halloween” del 2003: cosa sono e quali danni hanno causato

Con “tempeste solari di Halloween” ci si riferisce a una serie di eruzioni solari ed espulsioni di massa coronale avvenute a cavallo tra metà ottobre e inizio novembre del 2003, con un picco in corrispondenza dei giorni precedenti ad Halloween (31 ottobre). Si tratta di una delle tempeste solari più forti mai registrate da quando l'attività del Sole viene monitorata sistematicamente. Le enormi emissioni di energia e particelle cariche dalla superficie solare causarono diversi danni alle apparecchiature elettroniche a terra e nello spazio, generando inoltre aurore fino alle basse latitudini dei paesi mediterranei.

Le tempeste di Halloween del 2003

Ad Halloween del 2003 il Sole ha giocato uno scherzetto alquanto sinistro al nostro pianeta. Con scarso preavviso – nonostante il sistematico monitoraggio – la nostra stella ha avuto un improvviso aumento di attività con la comparsa di tre grandi gruppi di macchie solari, di dimensioni paragonabili a 13 volte la Terra. La comparsa di queste macchie è stata accompagnata da alcune tra le più violente eruzioni ed espulsioni di massa coronale mai registrate, ovvero di emissioni di radiazioni e particelle cariche provenienti dalla superficie solare.

Alcune di queste furono emesse in direzione della Terra e rilevate dai satelliti di monitoraggio del Sole, come la sonda SOHO della NASA. Il vento di particelle cariche espulso dalla superficie stellare viaggiò a velocità elevatissime, superiori ai 5 milioni di km/h, raggiungendo dopo circa un giorno la Terra.

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Fortunatamente, il nostro pianeta è dotato di un campo magnetico planetario  in grado di schermarci dalle radiazioni dannose provenienti dalla nostra stella. Difatti, l'eruzione di particelle cariche dal Sole venne deviata dal campo magnetico terrestre verso i poli, dando origine alle caratteristiche aurore. In condizioni normali, queste sono visibili solo ad alte latitudini, ma nel 2003 l'abbondanza di particelle cariche provenienti dal Sole fu tale da causare avvistamenti di aurore a latitudini molto basse, addirittura in corrispondenza dei paesi del Mediterraneo, del Texas e della California.

I danni provocati dalle tempeste solari di Halloween

Le tempeste solari possono rappresentare un rischio per le attività umane a terra e nello spazio: nei casi più gravi, la carica elettrica e l'energia delle particelle emesse dal Sole è tale da poter distruggere le apparecchiature elettroniche. Nel caso delle tempeste di Halloween, l'emissione fu così intensa che molte agenzie spaziali furono costrette a mettere i satelliti in quello che in gergo viene definito “safe mode”, una sorta di ibernazione per proteggere i circuiti elettronici. Non fu sufficiente: le tempeste solari intaccarono il corretto funzionamento di quasi la metà dei satelliti in orbita, causando interruzioni nei servizi GPS, radio e televisivi.

Ancor più preoccupante fu il pericolo occorso agli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale. A causa dell'elevatissimo livello di radiazioni, gli astronauti furono costretti a dirigersi e a lavorare per alcuni giorni nel segmento russo della stazione, il più schermato dell'intera stazione spaziale.

L'interazione delle particelle cariche solari con la nostra atmosfera non causò solamente delle spettacolari aurore, ma anche danni agli apparecchi elettronici a terra. Vi furono interruzioni di comunicazione con i voli di passaggio al Polo Nord e conseguente interdizione delle rotte aeree al di sopra dei 57° di latitudine, prolungati black out di comunicazione con spedizioni scientifiche in Antartide, black out elettrici in Svezia e trasformatori di corrente saltati in svariate parti del mondo, tra cui il Sudafrica.

L'evento del 2003 fu classificato dagli astronomi come una tempesta solare di classe X, la classe energetica più elevata. Esso è spesso paragonato a un altra tempesta solare, la più intensa mai registrata dall'uomo, avvenuta nel 1859 e nota come evento di Carrington. Si stima che se un nuovo evento di Carrington dovesse ripetersi al giorno d'oggi, molte delle apparecchiature elettroniche terrestri andrebbero distrutte, causando ingenti danni alle griglie elettriche con conseguenti black out planetari.

Come si generano le tempeste solari?

Una tempesta solare è un disturbo temporaneo della magnetosfera terrestre causato dall'attività solare. Il Sole emette continuamente venti di particelle cariche che si propagano attraverso il Sistema Solare e che nel raggiungere la Terra interagiscono con il nostro campo magnetico, che funge da schermo. Se questo non fosse presente, il vento solare sarebbe in grado nel tempo di spazzare via completamente l'atmosfera terrestre, rendendo il nostro pianeta inabitabile.

Il flusso di particelle cariche proveniente dal Sole non è però sempre costante. Il Sole infatti ha un ciclo della durata di circa 11 anni, in cui attraversa fasi di bassa e di alta attività. Le fasi di alta attività sono caratterizzate dalla presenza delle macchie solari, regioni di intensi campi magnetici con una temperatura leggermente inferiore a quella della fotosfera solare circostante, cosa che le rende scure al confronto con la zona circostante.

Proprio in corrispondenza o in prossimità delle macchie solari avvengono due fenomeni di emissione di radiazione e particelle cariche: i brillamenti o eruzioni solari e le espulsioni di massa coronale, entrambi verificatosi durante la tempesta di Halloween del 2003. I brillamenti solari sono emissione di sola radiazione elettromagnetica che copre tutto lo spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma. Sono generati in corrispondenza delle zone della superficie solare dove i campi magnetici collegano l'interno del Sole alla sua atmosfera, come nel caso delle macchie solari. Il rilascio improvviso di questa energia magnetica è la causa primaria dei brillamenti solari.

Talvolta l'energia emessa dai brillamenti è tale da causare anche le espulsioni di massa coronale. Se i brillamenti sono emissione di energia sotto forma solamente di radiazione elettromagnetica, le espulsioni di massa coronale (video in alto) sono, come suggerisce il nome, espulsioni di materiale dalla corona solare sotto forma di particelle cariche che viaggiano nello spazio interstellare a milioni di km/h. Questi eventi sono capaci di generare grandi flussi di particelle energetiche che interagendo con la magnetosfera terrestre causano tempeste geomagnetiche, aurore e, nei casi particolarmente energetici, l'interruzione nel funzionamento delle apparecchiature elettroniche terrestri e spaziali.