Cartoline dalla IONOSFERA – NOVITÁ – Istituto Nazionale di Astrofisica – IU8CRI

La ionosfera è quella rarefatta zona dell’atmosfera terrestre che si estende più o meno da 60 a 1000 chilometri d’altezza, in pratica un guscio di ioni ed elettroni che ci avvolge al di là dello strato di ozono. Qui, le radiazioni più energetiche provenienti dal Sole sbucciano gli elettroni dei gas presenti, come ossido d’azoto e ossigeno, un processo a cui contribuiscono il vento e le tempeste solari, ma anche alcuni fenomeni metereologici terrestri.

Per studiare in dettaglio la ionosfera l’agenzia spaziale statunitense ha lanciato due sonde progettate per lavorare in tandem, denominate Gold e Icon. Gold, la missione con una vista più panoramica, è stata lanciata nel 2018, mentre Icon – che ha subito ritardi – ha cominciato ad osservare in orbita solo da poche settimane, producendo durante i collaudi di rito le prime immagini in ultravioletto che sono state ora presentate al congresso dell’Unione geofisica americana.

Qui vediamo in rosa l’emissione dell’azoto e in verde quella dell’ossigeno come riprese dallo strumento per il lontano ultravioletto di Icon, che misura la densità della ionosfera durante la notte e la sua composizione nelle ore di irraggiamento solare. Dalla sua posizione ravvicinata, Icon distingue bene l’airglow, la luminescenza notturna dell’atmosfera terrestre che impedisce al cielo di essere completamente buio e che possiamo ammirare in questa ripresa dalla Stazione spaziale internazionale.

Questa luminescenza, suddivisa in strisce di vari colori, è provocata da una varietà di fenomeni, tra cui proprio la ricombinazione degli ioni. Lo strumento MIGHTI a bordo di Icon separa la componente rossa e quella verde della luminescenza dell’ossigeno, permettendo agli scienziati di misurare accuratamente il movimento dell’atmosfera neutra, movimento che è collegato ai cambiamenti giornalieri della ionosfera. Per quanto riguarda la sonda Gold, che scandaglia la ionosfera in ultravioletto da un’orbita geostazionaria a oltre 35mila chilometri, grazie ai mesi di osservazione già compiuti ha permesso di scoprire che questa zona di confine è decisamente più variabile di quanto ci si aspettasse, con cambiamenti significativi di notte in notte.

Tra l’altro, fortuna ha voluto che sotto gli occhi di Gold cadesse anche l’eclisse totale di Sole dello scorso 2 luglio, che ha permesso agli scienziati di osservare per la prima volta dallo spazio in una zona circoscritta sopra al Sudamerica l’assottigliamento della ionosfera, che si verifica normalmente con l’avvento dell’oscurità giornaliero. Infine le aurore polari, dove lo spartito dei repentini e drastici cambiamenti nella ionosfera viene coreografato da luci danzanti, visibili ad occhio nudo. Le aurore polari sono provocate, nella maggior parte dei casi, da precedenti eruzioni solari.

Una telecamera a tutto cielo alle isole norvegesi delle Svalbard ha ripreso invece un’aurora manifestarsi e piroettare durante un periodo di quiete solare. Grazie alle osservazioni congiunte con il gruppo di sonde MMS, che studiano l’interazione fra il vento solare e il campo magnetico terrestre, gli scienziati sono riusciti ad attribuire la comparsa di questa specifica aurora all’onda d’urto creata dalla velocita supersonica del vento solare. Si tratta della prima volta che viene documentata una tale ingente compressione della magnetosfera da parte del vento solare e anche in questo caso le aurore polari si sono confermate efficaci spie di quanto avviene nella ionosfera e nella magnetosfera terrestre.