Sole & GeoMagnetismo

I grafici si aggiornano automaticamente ogni 5 minuti.

Il primo in alto, ottenuto dal nostro magnetometro fluxgate RALmag, mostra le variazioni della componente orizzontale Y del campo magnetico terrestre (direzione EST-OVEST) rispetto al suo valore medio (periodo di 1 ora). In basso, per confronto, sono riportati i dati ufficiali di riferimento ottenuti da https://www.swpc.noaa.gov/.

Questo progetto, nato dalla collaborazione fra RadioAstroLab e l’Osservatorio Astronomico “N. Copernico” di Saludecio (RN), misura continuamente le variazioni della componente orizzontale Y del campo magnetico terrestre correlandole con l’attività solare. Lo studio è un importante complemento per le osservazioni astronomiche e radioastronomiche della nostra stella.

Le misurazioni eseguite dai vari osservatori sparsi nel mondo e gli studi geologici confermano che il campo magnetico terrestre varia nel tempo. Queste variazioni possono svilupparsi su una scala di secondi fino a milioni di anni, essere periodiche o completamente casuali.

Si hanno due gruppi principali: variazioni a breve e a lungo termine.

Le variazioni a lungo termine, che si manifestano su una scala temporale maggiore di 5 anni (variazioni secolari), sono causate dalle dinamiche interne alla Terra, mentre le variazioni a breve termine, molto più intense, hanno origine esterna e si manifestano su una scala temporale di secondi o minuti, principalmente prodotte da correnti elettriche dovute a particelle cariche in moto nella magnetosfera e nella ionosfera. Queste variazioni comprendono anche quelle periodiche (chiamate variazioni regolari) dovute alla rotazione e ai movimenti orbitali della Terra, della Luna e del Sole.

A noi interessano le variazioni improvvise irregolari a breve termine dovute all’interazione del vento solare con la magnetosfera terrestre che si verificano quando una grande quantità di energia e di plasma, espulsi dal Sole in seguito a brillamenti (solar flares) o ad espulsione di massa coronale (coronal mass ejection, CME), sono trasferiti dal vento solare alla magnetosfera. Questi eventi, rilevabili a tutte le latitudini, sono chiamati tempeste geomagnetiche e causano perturbazioni del campo variabili da 1 nT fino a oltre 1000 nT, influenzando tutte le componenti, soprattutto quelle orizzontali. L’ampiezza di questi disturbi è dell’ordine delle centinaia di nT. Una tempesta geomagnetica si manifesta con un inizio improvviso, con una durata che può variare da poche ore fino a diversi giorni e una frequenza che dipende dall’attività solare. Se lo strumento di misura è installato in una località “tranquilla”, distante da interferenze di natura artificiale e antropica, le variazioni più importanti nelle componenti orizzontali del campo geomagnetico locale saranno dovute all’attività del Sole: l’analisi continua del campo magnetico terrestre è un ottimo strumento per osservare il Sole “disturbato invisibile”, correlando gli effetti della sua attività sulla magnetosfera con i segni visibili che osserviamo direttamente sul disco.

Per descrivere lo stato del campo magnetico si utilizza l’indice K che indica l’intensità locale dell’attività magnetica in un dato osservatorio, valutato ogni 3 ore analizzando le variazioni che si verificano nelle componenti orizzontali del campo. Come indicatore dei disturbi del campo magnetico terrestre a livello globale si utilizza l’indice planetario Kp, media dell’indice K misurato da 13 osservatori di riferimento distribuiti in tutto il mondo (vedi il grafico all’inizio di questa pagina). I valori degli indici variano da 0 a 9, dove valori maggiori o uguali a 5 segnalano una tempesta geomagnetica.

Il magnetometro, costruito da RadioAstroLab, utilizza un sensore fluxgate ed è sensibile solo alle variazioni transitorie del campo magnetico terrestre (quelle con durata dell’ordine dei secondi o delle decine di minuti), non alle derive termiche giornaliere o alle variazioni di lungo periodo. Queste rapide fluttuazioni caratterizzano la fase iniziale di una tempesta geomagnetica. Il sistema è controllabile a distanza tramite internet.

Nelle seguenti immagini si vede lo strumento e alcune fasi della sua installazione a cura del Gruppo Astrofili ”N. Copernico”.

Il sensore è stato interrato per minimizzare gli effetti delle fluttuazioni termiche giornaliere sulla misura. Un cavo collega l’elemento sensibile all’unità centrale di acquisizione, quindi a un computer connesso alla rete internet. Un programma appositamente sviluppato elabora le misure rappresentando le variazioni giornaliere del campo geomagnetico che saranno confrontate con le misure eseguite dagli osservatori di riferimento.