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25/09/2017
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Eruzione solare, raggi cosmici ed effetto forbush (in relazione al fenomeno del 06.09.2017)

 

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Classificazione in raggi X dei solar flare, A sono i più soft, X sono i più duri quindi X9.3 significa un solar flare in raggi X duri con una potenza radiante pari a 9.3 10-4 W/m2 .

 

[1] Il libro AstroParticelle

26.09.2013 - Un viaggio scientifico tra i raggi cosmici raccontato attraverso la storia, le invenzioni i rivelatori e gli osservatori; senza trascurare gli effetti che essi producono coinvolgendo numerose discipline scientifiche tra cui astrofisica, geofisica e paleontologia.

Libro

 

 

 

 

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Le regioni attive che hanno prodotto le eruzioni solari del 6 settembre 2017.

 

 

cosmic rays simulator in GMT detector

AstroRad 401LE: Versione di valutazione per insegnanti e sperimentatori; il software contiene un simulatore di raggi cosmici al fine di provarne il funzionamento e utile per scopi didattici (vedere anche la sezione AstroRad).

Air Shower simulator (Università di Chicago)

 

 

 

 

rivelatore di muoni

 

 

Come sappiamo, durante il suo normale ciclo di attività, il Sole disperde nello spazio gran parte del proprio plasma, il vento solare, responsabile inoltre delle suggestive aurore polari. Le particelle solari essendo cariche e in movimento posseggono anche un campo magnetico; il nostro pianeta è investito costantemente da questo vento solare e grazie al suo campo magnetico in concomitanza con quello globale del Sole ci protegge dai raggi cosmici galattici deviandone in parte il flusso.

In periodi di alta attività solare, a volte si può avere una diminuzione dei raggi cosmici improvvisa di oltre il 20% che può durare da qualche ora fino a qualche settimana, è l’effetto Forbush (Dal fisico americano Scott Forbush) generalmente prodotto da improvvise ondate di vento solare provocate da fenomeni di eruzioni solari SF o CME[1].

Attualmente il Sole sta progressivamente diminuendo la sua attività periodica (di circa 11 anni) e si sta avviando verso la fase di quiete in cui il minimo di attività dovrebbe essere centrato a cavallo del 2019. In questo periodo tipicamente aumentano i buchi coronali (attività elettromagnetiche simili alle macchie solari ma prodotte sulla corona del Sole anzichè sulla fotosfera) e di solito le eruzioni solari diminuiscono come frequenza, ma quelle rare possono essere molto intense, sono perciò possibili "colpi di coda" imprevedibili.

Eruzione solare del 6 settembre

Questo è proprio il caso dell'evento avvenuto il 6 settembre 2017; in realtà esiste un minimo di previsione prodotto da diverse agenzie spaziali preposte allo space weather, come il NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).

La loro previsione riportava infatti: Outlook For September 4-10 There is a chance for R1-R2 (Minor-Moderate) radio blackouts for 04-10 September due to potential significant flare activity from active sunspot Regions 2673 and 2674. (Data used to provide space weather services are contributed by NOAA, USAF, NASA, NSF, USGS)

Quello che è successo è stato qualcosa di molto più intenso, una sequenza di due solar flare classificati come intensità, rispettivamente in X2.2 e X9.3 (vedi box a fianco), quest'ultimo risulta essere in assoluto il più potente dell'ultimo ciclo solare. In seguito la regione attiva AR 2673 ha rilasciato anche un CME (Coronal Mass Ejection). La tempesta magnetica sulla Terra è stata classificata come G4 (su una scala da 1 a 5, vedi NOAA).

 

 

I raggi cosmici e l'effetto Forbush

A parte i problemi classici alle telecomunicazioni, tipici in questi casi, non sembrano essere stati segnalati altri gravi problemi. Dal punto di vista dei raggi cosmici, le eruzioni solari (solar flare) producono getti di protoni accelerati che possono raggiungere energie nell'ordine dei GeV, questi sono veri e propri raggi cosmici solari che si muovono quasi alla velocità della luce e raggiungono la Terra in poche decine di minuti producendo disturbi radio.

Mentre la massa di plasma prodotta dal CME è quello che provoca le tempeste magnetiche e tipicamente aumenta il campo magnetico interplanetario deviando i raggi cosmici galattici. I CME impiegano in media 36 ore per raggiungere la Terra. Questo CME in particolare non è stato dei più intensi visti nell'ultimo ciclo solare, tuttavia la sua direzione era ben allineata verso il nostro pianeta e questo è il parametro più importante per gli effetti sulla magnetosfera terrestre.

Le eruzioni solari e in particolare i CME producono una diminuzione dei raggi cosmici a terra (l'effetto Forbush), mentre producono un aumento di particelle ad alta quota e nello spazio, questo è uno dei pericoli maggiori per i satelliti artificiali, gli astronauti in orbita e i voli aerei.

La previsione che a terra i raggi cosmici diminuiscono è confermata dal Neutron Monitor Database (NMDB) si nota infatti che dopo quasi 48 ore dall'eruzione solare del 6 settembre, il flusso dei raggi cosmici diminuisce sensibilmente, in tutti i rivelatori della rete NMDB:

 

La rete di ADA

La cosa interressante -dal nostro punto di vista - è che si nota una leggera diminuzione dei raggi cosmici, anche in tutti i rivelatori AMD5 della rete di ADA in funzione durante questo periodo. Di seguito alcuni grafici ricavati dai dati dei rivelatori analizzati, la regressione semplice evidenzia la tendenza che è negativa (per tutti) nelle ultime 48 ore circa (7-8/09/2017 "time" in asse x):

 

— Postazione di Venegono Inferiore (VA)

 

— Postazione di Tradate (VA)

 

— Postazione di Cariati (CS)

 

 

— Postazione di Torino

 

— Postazione di Biella

 

Per quantificare l'effetto Forbush ovvero la diminuzione totale dei raggi cosmici galattici e la sua durata sarà necessario analizzare i dati anche nei prossimi giorni, nel frattempo il Sole continua a essere in attività e le due grandi regioni attive potrebbero ripresentarsi tra una ventina di giorni circa.

 

 

Le aurore polari

Uno dei fenomeni fisici più suggestivi collegati all'attività solare è sicuramente quello delle aurore, in questi giorni alcune aurore boreali sono state visibili anche a latitudini relativamente basse. Gli effetti di questa tempesta solare si sono manifestati in una elevatissima intensità luminosa di questi fenomeni circumpolari; la loro luce è stata così alta tanto che in alcune città, lo spettacolo delle "luci del Nord" ha letteralmente bloccato il traffico automobilistico.

Una bella immagine del 09.09.2017 di Phil Halper da Tromso (Norvegia)

 

M.A.

[2]https://phys.org/news/2017-09-significant-solar-flares-imaged-nasa.html

 

 

 

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