Una nuova modellizzazione promette previsioni meteorologiche spaziali accurate per il futuro
Il Sole emette costantemente un flusso infinito di plasma, o particelle cariche, nello spazio insieme alla luce. Questo vento solare interagisce con il campo magnetico della Terra, causando tempeste spaziali. «Le nostre preoccupazioni non si limitano ai fenomeni meteorologici estremi che si verificano sulla Terra, ma anche a quelli che si manifestano nello spazio», spiega la coordinatrice del progetto PRESTISSIMO, Minna Palmroth dell’Università di Helsinki in Finlandia. «Il numero di lanci di satelliti è aumentato esponenzialmente negli ultimi anni. Proprio come gli operatori navali hanno bisogno di conoscere le condizioni meteorologiche in mare, così gli operatori satellitari hanno bisogno di conoscere le condizioni meteorologiche nello spazio, per proteggere le loro risorse.» La nostra società è diventata sempre più dipendente dalla tecnologia spaziale e quindi più suscettibile alle tempeste spaziali che si verificano a circa 100 km di altezza dal suolo. Tutti i segnali radio utilizzati da aerei, satelliti, telefoni cellulari, sistemi radar ecc. possono essere influenzati dalle tempeste spaziali.
Prevedere la meteorologia spaziale
Nonostante il crescente impatto della meteorologia spaziale sulle nostre vite, la nostra conoscenza di ciò che accade al di sopra della nostra atmosfera è stata finora limitata. I fenomeni meteorologici terrestri, che si sviluppano in uno strato spesso circa 10 km intorno al nostro pianeta, sono monitorati da milioni di stazioni e dispositivi. Non esiste una copertura simile per la meteorologia spaziale, che occupa un volume milioni di volte più grande. Di conseguenza, la costruzione di un quadro accurato della meteorologia spaziale si è affidata alla modellizzazione al computer. «Come post-dottoranda nei primi anni 2000, ero frustrata dal fatto che anche la modellizzazione più avanzata non fosse così accurata», commenta Palmroth. «Riuscivamo a dimostrare come il campo magnetico del pianeta deviasse il flusso del vento solare davanti a noi, in modo simile a una roccia che devia l’acqua in un torrente, ma non eravamo ancora in grado di rispondere a molte domande fondamentali.» Nel 2007, Palmroth ha ricevuto una sovvenzione dal Consiglio europeo della ricerca (CER) per creare un nuovo strumento di modellizzazione all’avanguardia. Nacque il simulatore Vlasiator, sviluppato in previsione della potenza di calcolo dei moderni supercomputer.
Spazio multidimensionale
La prima versione di Vlasiator è stata completata nel 2012. Il progetto PRESTISSIMO, avviato nel 2016 e finanziato anch’esso dal CER, è stato concepito per aumentare ulteriormente la capacità di questo strumento di modellizzazione, al fine di visualizzare meglio le dinamiche della meteorologia spaziale. Di conseguenza, Vlasiator è ora in grado non solo di localizzare il posizionamento delle particelle, ma anche di tracciarne la velocità e direzione di movimento nello spazio tridimensionale. Questa precisione ha dato a Palmroth l’opportunità di esaminare a fondo i complessi fenomeni della meteorologia spaziale, tra cui il segnale di radiodiffusione da satellite generato dal campo magnetico sul lato oscuro della Terra. Questo si interrompe circa una volta al giorno e fluttua nello spazio. Il motivo di tale interruzione è stato fonte di controversie accademiche per mezzo secolo. «Grazie al nostro modello, siamo riusciti a spiegare esattamente perché questo accade», aggiunge Palmroth. Per conoscere la risposta, però, dovremo aspettare ancora un po’, perché i risultati dovranno prima essere pubblicati su una rivista specializzata.
Modellizzazione satellitare accurata
Un’accurata modellizzazione della meteorologia spaziale sarà di enorme beneficio per le molte industrie che dipendono in qualche modo dai satelliti e dalle onde radio. Questi progressi probabilmente amplieranno anche la nostra comprensione dell’universo; Palmroth prevede che molti dei processi attualmente modellizzati potrebbero valere per altri pianeti e persino per le stelle. «Il simulatore di modelli è ora pronto», afferma Palmroth. «Ritengo che per gli scienziati possa essere potenzialmente rivoluzionario.»
Parole chiave
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