Una macchia solare sei volte il diametro della Terra si è formata sul sole mercoledì. Immagine via NASA / SDO / AIA / HMI / Goddard Space Flight Center
Mercoledì scorso, la NASA ha rilasciato un'immagine di una serie di enormi macchie solari scattate al Solar Dynamics Observatory, un telescopio in orbita. Si stima che le macchie solari - le macchie scure al centro dell'immagine - abbiano un diametro maggiore di sei terre poste una accanto all'altra.
Queste macchie solari non rappresentano alcun pericolo intrinseco - sono semplicemente aree temporanee di intensa attività magnetica che inibiscono le normali correnti di convezione del sole - ma, a volte, l'area instabile attorno a una macchia solare può innescare un bagliore solare insolitamente grande (sotto), lanciando flussi di radiazione verso l'esterno dal sole. E un bagliore solare abbastanza grande può portare a un'alterazione del vento solare abbastanza significativa da scatenare una tempesta geomagnetica qui sulla Terra, con il potenziale per cortocircuitare i circuiti sui satelliti e interrompere la nostra infrastruttura di telecomunicazioni in tutto il mondo.
Per essere chiari, è improbabile che un simile scenario si verifichi da questa attuale serie di macchie solari: SpaceWeather.com indica che al momento esiste solo una probabilità del 15% di razzi di classe X, il livello minimo necessario per eliminare i satelliti e il terreno tecnologie di comunicazione. Ma abbiamo deciso di cogliere l'occasione per immaginare quanto di vasta portata sarebbero gli effetti di un enorme bagliore solare nel mondo ultra-connesso di oggi.
Accade così che almeno una volta, durante la storia registrata, si sia verificato un evento solare di questa portata: la tempesta solare del 1859. Il 1 ° e 2 settembre di quell'anno, si è verificata la più grande tempesta geomagnetica nella storia registrata, causando aurore ( le luci del nord e del sud) per essere visibili in tutto il mondo. L' inserzionista americano e commerciale di Baltimora ha scritto:
Coloro che sono usciti tardi giovedì sera hanno avuto l'opportunità di assistere ad un altro magnifico spettacolo delle luci aurorali ... La luce sembrava coprire l'intero firmamento, apparentemente come una nuvola luminosa, attraverso la quale brillavano indistintamente le stelle di grandezza maggiore. La luce era più grande di quella della luna, ma aveva un'indescrivibile morbidezza e delicatezza che sembrava avvolgere tutto ciò su cui poggiava.
Naturalmente, l'enorme tempesta solare ha anche causato danni, innescando malfunzionamenti del telegrafo (anche dando scosse elettriche agli operatori) e provocando improvvisamente scintille e incendi di alcuni piloni del telegrafo.
Nel 1989 si è verificata una tempesta solare molto più piccola, che ha interrotto l'energia elettrica in gran parte del Quebec per oltre 9 ore, interrompendo le comunicazioni con diversi satelliti in orbita e interferendo con la trasmissione di radio a onde corte in Russia. Secondo quanto riferito, le aurore erano visibili fino a sud come la Florida e la Georgia; data la guerra fredda in corso e il fatto che molti non avevano mai visto questo fenomeno prima, alcuni temevano che fosse in corso un attacco nucleare.
In che modo l'attività solare a 93 milioni di miglia di distanza ha portato a tale distruzione? Questi tipi di tempeste sono il risultato di un'improvvisa espulsione di massa coronale (CME) - una massiccia esplosione di plasma solare (elettroni, protoni e ioni) che si diffonde nello spazio - che spesso si verifica accanto a brillamenti solari particolarmente grandi.
Il vento solare è un flusso continuo di particelle cariche espulse dal sole verso la terra, ma un CME particolarmente grande può portare a un aumento abbastanza grande della velocità e dell'energia delle particelle per interrompere il campo magnetico che circonda la Terra. Questo, a sua volta, causa le aurore e le interruzioni delle nostre apparecchiature di telecomunicazione, che si basano su forze elettromagnetiche.
Il rendering di un artista del vento solare che interagisce con il campo magnetico terrestre. Immagine via NASA
Se un CME grande quanto quello che ha scatenato la tempesta del 1859 dovesse verificarsi oggi, le conseguenze potrebbero essere devastanti. Dato l'aumento della nostra dipendenza dall'elettricità e dalle telecomunicazioni (anche dal 1989), gli effetti sarebbero sicuramente molto più significativi dei malfunzionamenti dei piloni telegrafici.
È difficile apprezzare quanti aspetti della vita moderna si basano su tecnologie che potrebbero essere influenzate. Come ha dichiarato Daniel Baker del Laboratory for Atmospher and Space Physics dell'Università del Colorado nel 2011, "Ogni volta che acquisti un gallone di gas con la tua carta di credito, si tratta di una transazione satellitare". Una tempesta gigantesca potrebbe interrompere i nostri sistemi GPS, comunicazione con aerei in volo e altre cruciali tecnologie satellitari.
Ma la più grande preoccupazione, dicono gli esperti, sarebbero le interruzioni della nostra rete elettrica - come sottolinea un rapporto dell'OCSE del 2011 (PDF) sugli impatti delle tempeste solari: “L'energia elettrica è la tecnologia chiave della società moderna da cui praticamente tutte le altre infrastrutture e servizi dipendono . ”Un'impennata del vento solare può far esplodere i trasformatori di potenza sciogliendo i loro avvolgimenti in rame, e specialmente nelle regioni altamente interconnesse (come la costa orientale), i guasti dei trasformatori possono innescare effetti a cascata, diffondendo interruzioni di corrente su ampie aree.
Un'analisi ha esaminato una tempesta del 1921 - che era dieci volte più potente dell'evento del 1989 - e ha stimato che se si fosse verificata oggi, lascerebbe senza energia circa 130 milioni di persone, influenzando potenzialmente la distribuzione di acqua e cibo, riscaldamento e aria condizionata, fognature smaltimento e una miriade di altri aspetti dell'infrastruttura che diamo per scontati quotidianamente. Il costo totale di una tempesta ancora più grande, come l'evento del 1859, potrebbe essere enorme: una stima da $ 1 a $ 2 trilioni nel solo primo anno e una ripresa totale che potrebbe richiedere dai 4 ai 10 anni in totale.
La buona notizia è che i CME abbastanza grandi da innescare interruzioni come la tempesta del 1859 sono rari - perché si verifichi il danno più grave, un CME deve essere diretto in modo tale che la Terra riceva il peso dell'esplosione. Fortunatamente, l'attività solare si svolge in un ciclo della durata di circa 11 anni, durante i quali tutti i tipi di attività solare (incluso il numero di macchie solari, la frequenza dei brillamenti e il livello di espulsioni di massa) fluttuano da alto a basso e viceversa ancora. Tuttavia, siamo vicini al picco del ciclo, che la NASA prevede avverrà questo autunno.
Sia la NASA che il Centro meteorologico spaziale del National Weather Service monitorano l'attività solare ed emettono avvisi quando si verificano CME e altre alterazioni del vento solare. Le attuali previsioni a 3 giorni del SWPC non prevedono tempeste durante il fine settimana, nonostante questa nuova enorme macchia solare.
Se viene individuato un enorme CME, tali previsioni a 3 giorni ci danno un po 'di tempo di consegna: ci sono alcune misure che le utility elettriche potrebbero adottare per proteggere le loro apparecchiature, come scollegare rapidamente i trasformatori. I voli polari, che viaggiano alle altitudini più elevate, potrebbero essere dirottati per evitare il contatto con particelle solari dannose e alcuni satelliti potrebbero essere commutati in una modalità sicura per ridurre al minimo i danni. Qui sulla Terra, per lo meno, avremmo del tempo per prepararci a potenziali blackout di potenza e altri problemi.
