Che cos'è un'espulsione di massa coronale

Se consulti previsioni del meteo spaziale avrai incontrato il termine coronale mass ejection, spesso abbreviato in CME. Suona tecnico ma il concetto è semplice. Una CME è una enorme bolla di gas caldo ionizzato e campo magnetico che il Sole proietta nello spazio. Quando una di queste bolle è diretta verso la Terra può scatenare le tempeste geomagnetiche che seguono gli appassionati e i gestori di infrastrutture sensibili.

Che cosa è una CME

Il Sole non è una palla solida e tranquilla, è una sfera di plasma, cioè un gas così caldo che gli atomi si separano in particelle cariche. Questo plasma è modellato da campi magnetici forti e instabili che di solito lo trattengono. Una CME nasce quando quella presa magnetica cede improvvisamente. Una singola CME può trasportare miliardi di tonnellate di materiale e un campo magnetico intenso, secondo NOAA e NASA. Il nome deriva dalla corona, l'atmosfera esterna estremamente calda visibile durante un'eclissi totale.

Come si forma

Il motore è il campo magnetico del Sole. In regioni attive, spesso vicino a gruppi di macchie solari, le linee di campo si attorcigliano fino a formare strutture chiamate flux rope che sostengono plasma freddo visibile come filamenti o prominenze. Quando la tensione magnetica si ricompone in una configurazione più rilassata, l'energia rilasciata scaglia fuori plasma e campo: nasce la CME.

CME e brillamenti solari

Brillamenti e CME possono avvenire contemporaneamente ma sono fenomeni diversi. Un brillamento è un lampo di luce e radiazione che viaggia alla velocità della luce e raggiunge la Terra in circa 8 minuti. Una CME è materia in movimento che impiega molto più tempo, quindi gli effetti geomagnetici arrivano ore o giorni dopo.

Velocità, arrivo e osservazione

Le CME coprono la distanza media Sole Terra, circa 150 milioni di chilometri, a velocità molto variabili. Alcune viaggiano lente, intorno a 100 chilometri al secondo, altre superano i 3000 chilometri al secondo. Le più rapide dirette verso la Terra possono arrivare in circa 14 a 18 ore, mentre le più lente richiedono diversi giorni. Gli scienziati le monitorano con coronografi e satelliti, rilevando dimensione, velocità e direzione. Una CME diretta verso di noi appare spesso come un anello nei coronografi, il cosiddetto halo.

Perché provocano tempeste geomagnetiche

La cosa decisiva è l'orientamento del campo magnetico della CME rispetto a quello terrestre. Se è opposto, le connessioni magnetiche consentono un grande trasferimento di energia nella magnetosfera e scatta la tempesta geomagnetica. Gli effetti possono includere aurore osservabili a latitudini insolite e impatti su radio, satelliti, GPS e reti elettriche. Le tempeste vengono classificate da NOAA sulla scala G1 a G5.

Frequenza e implicazioni

Le CME sono una caratteristica normale del Sole e la loro frequenza segue il ciclo solare di circa 11 anni. Al minimo solare se ne osserva poche alla settimana, al massimo possono essercene diverse al giorno. La maggioranza non è diretta verso la Terra. Per chi segue il meteo spaziale la cosa importante è ricordare che un'espulsione non equivale automaticamente a una tempesta, esiste un intervallo di ore o giorni per aggiornare le previsioni man mano che arrivano i dati.

Versione breve

Un'espulsione di massa coronale è una vasta nube di plasma e campo magnetico lanciata dalla corona, responsabile delle tempeste geomagnetiche quando raggiunge la Terra con orientamento magnetico favorevole.

Fonti

• NOAA Space Weather Prediction Center — "Coronal Mass Ejections (CME) Space Weather Phenomena"
• NOAA Space Weather Prediction Center — "What is a Coronal Mass Ejection (CME)?"
• NASA Science — "Solar Storms and Flares"
• NASA Scientific Visualization Studio — "The Difference Between CMEs and Flares"
• NASA — "What is a coronal mass ejection or CME?"
• NOAA SWPC — Geomagnetic Storms and space weather scales