Una supernova dietro l’angolo di casa

Si sta parlando molto di acceleratori di particelle sia naturali che artificiali. Si studiano da lontano le fonti dei velocissimi raggi cosmici. Beh…bastava andare su Saturno e aspettare la giusta occasione. Cassini ha fatto proprio questo. Ne approfitto per fare un po’ di chiarezza su quello che succede quando il vento solare giunge su un campo magnetico planetario.

Tanto per restare vicini a casa, consideriamo il campo magnetico terrestre. Sappiamo benissimo che esso interagisce fortemente con il vento solare tanto da esserne molto deformato. Fino a  circa 20000 km d’altezza il nostro campo funziona quasi esattamente come un “dipolo” magnetico (una calamita, insomma…). Più in alto, però, le cose si complicano. Il vento solare  lo “schiaccia” e gli dona la strana forma “a cometa”, con una parte simile al “nucleo” (verso il Sole)  e una parte “a coda” ( in direzione opposta). In altre parole, si forma la magnetosfera.

Nella Fig. 1 la vedete molto bene,(a me sembra  un enorme ragno con tante zampe lunghissime). Comunque, qualsiasi cosa voi preferiate, il bordo esterno della magnetosfera si trova a circa 65000 km dal centro della Terra e prende il nome di magnetopausa. Un confine non fisso, però, ma variabile con l’attività solare. Il vento solare genera un’onda d’urto (qualcosa di simile al “bang” degli aerei supersonici) quando entra in contatto con la magnetosfera, creando una regione di forte instabilità tra il fronte d’onda e la magnetopausa. Nei periodi in cui il Sole è poco attivo, il confine è a circa 90000 km, ma quando la nostra stella si arrabbia l’onda d’urto si origina a soli 40000 km.

magnetosfera terrestre
Figura 1

Le particelle trasportate dal vento solare arrivano alla magnetosfera e si attorcigliano a spirale attorno alle linee di forza del campo terrestre e iniziano a oscillare tra i due poli magnetici in tempi dell’ordine di un paio di secondi, ma anche molto meno. Il loro viaggio non finisce lì, dato che prima o poi la maggior parte finisce nelle celebri fasce di Van Allen. Ma questo è un altro discorso, dato che ormai hanno notevolmente rallentato. L’importante, per questo articolo, è che le linee di campo funzionino come fantastici acceleratori di particelle cosmiche. In fondo al CERN cercano solo di copiare questo meccanismo…

Torniamo a Saturno e a Cassini. Il Signore degli anelli possiede un intenso campo magnetico che si origina dalla rotazione degli strati di idrogeno liquido che si formano al loro interno a causa dell’elevatissima pressione. Una gigantesca dinamo che si auto-eccita a seguito  delle scariche elettriche che nascono in quell’immenso oceano. Il campo di Saturno non scherza e si spinge fino a circa due milioni di chilometri verso il Sole.

Durante il suo lungo soggiorno, la sonda Cassini è riuscita finalmente a registrare un colpo di vento solare particolarmente violento, che ha colpito la magnetosfera e ha prodotto particelle con un’energia veramente fuori dal comune, dell’ordine di quelle che si originano nelle supernove. Dato che non siamo ancora riusciti ad andare a visitare di persona le stelle che esplodono, l’onda d’urto registrata su Saturno è stata di un’importanza eccezionale: un esperimento di  laboratorio più unico che raro.

I risultati preliminari indicano che gli elettroni si sono accelerati ben più del previsto, proprio come quelle che si chiamano comunemente raggi cosmici! In poche parole, Saturno ha effettuato un esperimento di laboratorio simulando perfettamente ciò che dovrebbe capitare nelle supernove. Una fortuna non da poco!

Se Maometto non va alla montagna, la montagna viene da Maometto…

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9 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Ahahahah!Stavo pensando esattamente la stessa cosa subito prima di leggere la tua frase..
    Volevo chiedere, con "Le particelle trasportate dal vento solare...iniziano a oscillare tra i due poli magnetici" intendi dire che si spostano continuamente dall'uno all'altro?
    E (sperando di non chiedere troppo) volevo chiedere se l'accelerazione delle particelle avviene per effetto delle onde d'urto del vento solare a contatto con la magnetosfera o per qualche altro motivo..perchè non mi è chiaro in che modo "le linee di campo funzionano come fantastici acceleratori di particelle cosmiche"..
    Grazie mille!

  2. Citazione Originariamente Scritto da Fenrir Visualizza Messaggio
    Ahahahah!Stavo pensando esattamente la stessa cosa subito prima di leggere la tua frase..
    Volevo chiedere, con "Le particelle trasportate dal vento solare...iniziano a oscillare tra i due poli magnetici" intendi dire che si spostano continuamente dall'uno all'altro?

    esattamente

    E (sperando di non chiedere troppo) volevo chiedere se l'accelerazione delle particelle avviene per effetto delle onde d'urto del vento solare a contatto con la magnetosfera o per qualche altro motivo..perchè non mi è chiaro in che modo "le linee di campo funzionano come fantastici acceleratori di particelle cosmiche"..
    Grazie mille!
    le particelle sono ionizzate e quindi si muovono lungo le linee di dipolo venendo accelerate da urti e cambi di polarità

  3. Citazione Originariamente Scritto da SVelo Visualizza Messaggio
    Enzo, sono letteralmente innamorata dei tuoi articoli
    grazie carissima e sto completando il libro perfetto per te (non solo... però). In un modo o nell'altro lo dovrai leggere!!!!

  4. Bello questo articolo e le illustrazione del campo magnetico dell Terra e di Saturno! Sappiamo che il campo magnetico che circonda la Terra, ha avuto molta importanza per lo sviluppo della vita, permette di mantenere integra l'atmosfera, ed anche i mari che altrimenti sarebbero spazzati dal vento solare. Ho ascoltato un programma scientifico su SKY, che ipotizzava che qualche miliardo di anni fa anche Marte avrebbe avuto un campo magnetico simile a quello Terrestre, e sul pianeta vi erano mari e fiumi. Poi il campo magnetico si sarebbe estinto per il raffreddamento del nucleo del pianeta, ed il vento solare avrebbe spazzato atmosfera e mari. E' credibile, o è molto fantasioso?

  5. Citazione Originariamente Scritto da luigino Visualizza Messaggio
    Bello questo articolo e le illustrazione del campo magnetico dell Terra e di Saturno! Sappiamo che il campo magnetico che circonda la Terra, ha avuto molta importanza per lo sviluppo della vita, permette di mantenere integra l'atmosfera, ed anche i mari che altrimenti sarebbero spazzati dal vento solare. Ho ascoltato un programma scientifico su SKY, che ipotizzava che qualche miliardo di anni fa anche Marte avrebbe avuto un campo magnetico simile a quello Terrestre, e sul pianeta vi erano mari e fiumi. Poi il campo magnetico si sarebbe estinto per il raffreddamento del nucleo del pianeta, ed il vento solare avrebbe spazzato atmosfera e mari. E' credibile, o è molto fantasioso?
    direi che più che fantasioso è ben difficilmente dimostrabile... I campi magnetici ci sono e non ci sono secondo regole non acora ben chiarite, anzi...

  6. Complimenti davvero prof. Zappalà per il suo articolo!!! Che dire, a volte scoperte importanti avvengono anche con una buona dose di fortuna,"basta" trovarsi nel posto giusto al momento giusto!

  7. Maestro zappalà...Grazie! Articoli come sempre interessanti, ed inredibilmente divulgativi al punto giusto i tuoi! Assieme a tutto lo staff di astronomia.com ci dai il nostro pane quotidiano!! Come faremmo senza?!

  8. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    grazie carissima e sto completando il libro perfetto per te (non solo... però). In un modo o nell'altro lo dovrai leggere!!!!
    Eh, io li comprerei tutti... troverò il modo prima o poi