Un nuovo processo magnetico scoperto attorno alla magnetosfera terrestre

Schema della riconnessione magnetica elettronica
Schema della riconnessione magnetica elettronica

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive la scoperta di un nuovo tipo di riconnessione magnetica. Un team di ricercatori ha usato i dati raccolti dalle sonde spaziali Magnetospheric Multiscale (MMS) della NASA per scoprire questo fenomeno in atto in uno strato di confine tra vento solare supersonico e campo magnetico terrestre chiamata magnetoguaina. Quella che è stata chiamata riconnessione magnetica elettronica è ben diversa dal fenomeno normalmente in atto e converte l’energia magnetica in getti di elettroni ad alta velocità.

Le quattro navicelle MMS (Magnetospheric MultiScale), lanciate nel marzo 2015, volando in una formazione variabile hanno permesso di rilevare con una serie di strumenti la normale riconnessione magnetica generata dall’interazione tra il campo magnetico della Terra e quello del Sole.

Recentemente, la missione è andata oltre permettendo di indagare nelle turbolenze all’interno della magnetoguaina. Esse contengono molta energia magnetica proveniente dalla corona solare, un ambiente estremamente caldo che espelle all’esterno particelle a velocità di circa 1,6 milioni km/h.

Quando questo vento solare colpisce la magnetoguaina, subisce una drastica frenata generando un’onda d’urto composta di plasma caotico. Gli elettroni sono le particelle maggiormente interessate dal fenomeno: si muovono circa quaranta volte più velocemente degli ioni accelerati dalla normale riconnessione magnetica. Questo nuovo fenomeno si verifica su scale molto più piccole rispetto a quelli già rilevati dalle sonde spaziali MMS.

Finora i ricercatori avevano esaminato gli ioni per scoprire eventi di riconnessione magnetica ma in questo caso sono gli elettroni a essere coinvolti, da cui il nome riconnessione magnetica elettronica. Jonathan Eastwood dell’Imperial College di Londra, uno degli autori dell’articolo, ha spiegato che secondo il suo team il nuovo fenomeno riguarda gli elettroni perché sono veloci e leggeri mentre i protoni sono molto più lenti e pesanti perciò non possono farne parte.

L’evento chiave descritto nell’articolo è durato solo 45 millisecondi. Le sonde spaziali MMS non sono state progettate per misurare eventi così rapidi e di piccola scala ma hanno comunque rilevato qualcosa. Per capirci di più i ricercatori hanno sviluppato un nuovo modo per usare lo strumento Fast Plasma Investigation che ha permesso di raccogliere ulteriori dati.

Nell’immagine (Mary Pat Hrybyk-Keith / NASA Goddard Space Flight Center), il vento solare è rappresentato da una sorta di nebbiolina gialla che scorre attorno al campo magnetico terrestre, indicato dalle linee blu. Nell’area di confine in cui essi si scontrano, viene formata la magnetoguaina indicata dai piccoli vortici gialli, dove è stata rilevata la riconnessione magnetica elettronica.

Tai Phan dell’Università della California a Berkely, primo autore dell’articolo, ha spiegato che questa scoperta mette assieme due fenomeni importanti come la riconnessione magnetica e le turbolenze. Ha aggiunto che ciò aiuterà gli scienziati a capire come i campi magnetici turbolenti dissipano energia nel cosmo.

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