Assistere in prima persona a un’aurora è un’esperienza davvero travolgente. La bellezza naturale dell’aurora boreale cattura l’immaginazione del pubblico come nessun altro aspetto della meteorologia spaziale. Ma le aurore non sono esclusive della Terra e possono essere viste su altri pianeti del nostro sistema solare.
Un’aurora è lo straordinario risultato finale di una serie di eventi che iniziano nel Sole. Il Sole emette costantemente un flusso di particelle cariche che modellano il vento solare e viaggiano nelle profondità del sistema solare. Quando queste particelle entrano in collisione con un pianeta, come la Terra, interagiscono con il campo magnetico circostante (la magnetosfera), comprimendo il campo a forma di lacrima e trasferendogli energia.
Le linee del campo magnetico possono cambiare e le particelle cariche all’interno della magnetosfera possono accelerare verso l’atmosfera superiore. Lì si scontrano con molecole come azoto e ossigeno, rilasciando energia sotto forma di luce. Questo crea un nastro di colore che può essere visto nel cielo vicino ai poli magnetici nord e sud del pianeta.
Aurore dei giganti gassosi
Utilizzando misurazioni da veicoli spaziali, come Cassini, o immagini da telescopi, come il telescopio spaziale Hubble, i fisici spaziali sono stati in grado di verificare che alcuni dei pianeti più vicini hanno le proprie aurore. La radiazione elettromagnetica ricevuta dai pianeti e le emissioni di determinate lunghezze d’onda sono buoni indicatori della loro presenza.
Ciascuno dei giganti gassosi (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) ha un forte campo magnetico, un’atmosfera densa e, di conseguenza, le proprie aurore. La natura esatta di queste aurore è leggermente diversa da quella terrestre, poiché le loro atmosfere e magnetosfere sono diverse. I colori, ad esempio, dipendono dai gas presenti nell’atmosfera del pianeta. Ma l’idea fondamentale dietro le aurore è la stessa.
Ad esempio, molte delle lune di Giove, tra cui Io, Ganimede ed Europa, influenzano l’aurora blu creata dal vento solare. Io, che è solo leggermente più grande della nostra luna, è vulcanica ed emette grandi quantità di particelle cariche nella magnetosfera di Giove, producendo grandi correnti elettriche e luminose aurore ultraviolette (UV).
Su Saturno le aurore più intense si trovano nelle bande ultraviolette e infrarosse dello spettro dei colori, quindi non sarebbero visibili all’occhio umano. Tuttavia, sono state osservate anche aurore rosa e viola più deboli (e più rare).
Mercurio ha anche una magnetosfera, quindi ti aspetteresti che si verifichino aurore anche lì. Sfortunatamente, Mercurio è troppo piccolo e troppo vicino al Sole per trattenere un’atmosfera, il che significa che il pianeta non ha molecole che il vento solare possa eccitare, e quindi non ci sono aurore.
Le albe inaspettate
Su Venere e Marte la storia è diversa. Sebbene nessuno di questi pianeti abbia un campo magnetico su larga scala, entrambi hanno un’atmosfera. Quando il vento solare interagisce con la ionosfera venusiana (lo strato dell’atmosfera con le particelle più cariche), crea o induce un campo magnetico. Utilizzando i dati della sonda spaziale Venus Express, gli scienziati hanno scoperto che questo campo magnetico si estende lontano dal Sole per formare una coda magnetica che reindirizza le particelle accelerate nell’atmosfera e forma un’aurora.
L’atmosfera di Marte è troppo sottile perché possa verificarsi un processo simile, ma presenta ancora aurore create da campi magnetici localizzati incorporati nella crosta del pianeta. Questi sono i resti di un campo magnetico globale molto più grande che è scomparso quando il nucleo del pianeta si è raffreddato. L’interazione tra il vento solare e l’atmosfera marziana genera aurore discrete che sono confinate nelle regioni campiali della crosta.
Una recente scoperta della missione MAVEN ha mostrato che Marte ha anche aurore molto più grandi sparse nell’emisfero settentrionale e probabilmente anche in tutto il pianeta. Questa aurora diffusa è il risultato di particelle energetiche solari che si riversano nell’atmosfera marziana, piuttosto che di particelle di vento solare che interagiscono con un campo magnetico.
Se un astronauta si trovasse sulla superficie di Marte potrebbe vedere un’aurora, ma probabilmente sarebbe piuttosto debole e blu e, a differenza della Terra, non necessariamente vicina ai poli del pianeta.
La maggior parte dei pianeti al di fuori del nostro sistema solare sono troppo deboli rispetto alla loro stella madre per poter vedere se hanno aurore. Ma gli scienziati hanno recentemente scoperto una nana bruna (un oggetto più grande di un pianeta ma non abbastanza grande da bruciare come una stella) a 18 anni luce dalla Terra che si ritiene abbia un’aurora rossa brillante. Ciò aumenta la possibilità di scoprire altri esopianeti con atmosfere e campi magnetici che hanno le proprie aurore.
Queste scoperte sono emozionanti e belle, ma sono anche scientificamente utili. Lo studio delle aurore offre agli scienziati indizi allettanti sull’ambiente magnetico e particellare di un pianeta e potrebbe aiutarci a comprendere meglio come interagiscono le particelle cariche e i campi magnetici. Potrebbe anche rivelare risposte ad altri problemi fisici, come la fusione nucleare.
