La missione Solar Orbiter, una collaborazione tra l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e la NASA, ha compiuto progressi significativi nella comprensione del meteo spaziale classificando i flussi di elettroni energetici in due categorie distinte. Questa scoperta, pubblicata su Astronomy & Astrophysics e frutto di un'ampia collaborazione tra team europei e statunitensi, offre preziose informazioni sui fenomeni meteorologici spaziali, con il potenziale di rivoluzionare la previsione e la mitigazione dei rischi legati all'attività solare.
Per decenni, gli scienziati hanno riconosciuto il Sole come un potente acceleratore di particelle, ma le origini precise e i meccanismi di accelerazione degli Elettroni Solari Energetici (SEE) sono rimasti a lungo un mistero. Solar Orbiter ha osservato oltre 300 eventi di SEE tra novembre 2020 e dicembre 2022. Grazie alla sua posizione privilegiata, più vicina al Sole rispetto a qualsiasi missione precedente, i ricercatori sono stati in grado di tracciare questi elettroni fino alle loro sorgenti su due distinti fenomeni solari: brillamenti solari impulsivi e espulsioni di massa coronale (CME) graduali. I brillamenti solari sono eventi esplosivi localizzati che generano rapide e intense scariche di elettroni energetici, mentre le CME sono massicce eruzioni di plasma e campi magnetici che portano a rilasci più graduali di particelle energetiche.
Gli strumenti di Solar Orbiter hanno permesso di seguire le particelle elettroniche fin dalle loro prime fasi rilevabili vicino alla superficie solare, fornendo un ambiente di misurazione "incontaminato". Questa vicinanza ha consentito una determinazione precisa di dove e quando questi elettroni hanno origine, un risultato non possibile con le missioni precedenti. La missione ha anche affrontato il problema dei ritardi temporali osservati tra gli eventi solari e la rilevazione degli elettroni energetici nello spazio. Questi ritardi, che a volte si estendono per ore, sono ora compresi non solo come un rilascio ritardato di elettroni, ma anche come il risultato del complesso viaggio che gli elettroni intraprendono attraverso il turbolento vento solare, che causa diffusione e deflessione delle particelle.
La strategia osservativa multi-strumento e multi-distanza di Solar Orbiter disgrega efficacemente le caratteristiche della sorgente dagli effetti del trasporto. Misurando gli eventi SEE a vari punti tra il Sole e la Terra, la missione fornisce una comprensione più olistica di come le particelle energetiche evolvono. Questa ricerca ha profonde implicazioni per la previsione del meteo spaziale, in particolare per le tempeste di particelle legate alle CME, che hanno un maggiore potenziale di danneggiare i satelliti e rappresentare pericoli di radiazioni per gli astronauti. I satelliti in orbita sono vulnerabili a questi fenomeni, con possibili degradazioni delle comunicazioni, delle prestazioni e della durata operativa.
I risultati, raccolti nel catalogo pubblicamente accessibile CoSEE-Cat, sono il frutto di un'ampia collaborazione tra team europei e statunitensi. Future missioni ESA come Vigil, il cui lancio è previsto per il 2031, completeranno il lavoro di Solar Orbiter fornendo osservazioni continue del Sole da diverse angolazioni. Vigil mira a rilevare eruzioni solari pericolose in anticipo, consentendo sistemi di allerta ancora più robusti per gli eventi di meteo spaziale. Queste missioni, insieme, formano un approccio integrato al monitoraggio dell'ambiente Sole-Terra, migliorando la nostra comprensione delle tempeste solari e degli eventi di particelle energetiche. Con la crescente dipendenza dalle infrastrutture spaziali, la previsione accurata di questi fenomeni è cruciale per salvaguardare la tecnologia, le reti di comunicazione e l'esplorazione spaziale umana.