Buchi coronali

Non ogni disturbo diretto verso la Terra inizia con un botto. Parte dell'attività geomagnetica più ricorrente e affidabile proviene da qualcosa che, nelle immagini solari, sembra essere nulla — una macchia scura e quieta sul Sole chiamata buco coronale. Non è un'eruzione. È un'apertura, e ciò che ne fuoriesce può disturbare il campo magnetico terrestre per giorni di fila.

Cos'è un buco coronale

Un buco coronale è una regione della corona solare che appare scura nelle immagini in estremo ultravioletto (EUV) e nei raggi X molli, perché è effettivamente più fredda e meno densa del plasma circostante. Questa minore densità esiste perché il campo magnetico in un buco coronale è aperto e unipolare — le linee di campo si estendono verso l'esterno nello spazio invece di ripiegare verso la superficie, dando alle particelle cariche un percorso libero per scappare anziché essere intrappolate in un anello magnetico chiuso.

Quella struttura aperta è proprio ciò che rende i buchi coronali importanti per il meteo spaziale: permette al vento solare di fuoriuscire molto più liberamente che dalle regioni circostanti, producendo un flusso di vento solare insolitamente veloce, tipicamente da 500 a 800 km/s, diretto nella direzione in cui si trova il buco.

Dove si formano

I buchi coronali sono più persistenti e stabili ai poli nord e sud del Sole, dove grandi buchi polari sono una caratteristica quasi permanente. Possono anche svilupparsi in isolamento lontano dai poli — formandosi indipendentemente o staccandosi come estensione di un buco polare che deriva a latitudini più basse — e questi buchi isolati sono quelli più propensi a finire rivolti verso la Terra. I buchi coronali sono generalmente più comuni e longevi durante gli anni intorno al minimo solare, sebbene buchi isolati appaiano regolarmente anche durante il massimo solare, semplicemente competendo per l'attenzione con i brillamenti e le CME che dominano la fase attiva.

Dal buco coronale alla CIR: come arriva effettivamente il disturbo

Il vento veloce di un buco coronale persistente si scontra con il vento solare più lento e tipico che lo precede, e poiché il flusso veloce sta raggiungendo quello più lento anziché iniziare da capo, i due non si attraversano semplicemente — si accumulano in un confine compresso e turbolento chiamato regione di interazione corotante (CIR). La CIR arriva per prima, caratterizzata da una crescente densità di particelle e un campo magnetico interplanetario più intenso, seguita poi dal vero e proprio flusso ad alta velocità, segnato dall'aumento della velocità e della temperatura del vento solare mentre la densità diminuisce. Questo passaggio — prima densità e intensità di campo, poi velocità — è la firma che gli esperti di previsione cercano per confermare che è in corso una CIR e non un altro tipo di disturbo.

Perché lo stesso buco coronale continua a ripresentarsi

Poiché il Sole completa una rotazione completa all'incirca ogni 27 giorni, un buco coronale persistente non colpisce la Terra una sola volta — ruota di nuovo in una posizione rivolta verso la Terra, o "geoefficace", con la stessa tempistica approssimativa, a volte per diverse rotazioni solari consecutive. Questo è lo schema più prevedibile in tutto il meteo spaziale: una volta che un buco si è dimostrato geoefficace, gli esperti di previsione possono ragionevolmente aspettarsi il suo prossimo passaggio circa quattro settimane dopo, ben prima che accada.

Cosa succede quando raggiunge la Terra

I flussi ad alta velocità dei buchi coronali e le loro CIR principali producono tipicamente tempeste geomagnetiche di livello G1 o G2 (minori o moderate), anche se eventi più rari e forti sono possibili, specialmente quando una CIR interagisce con una CME indipendente che arriva più o meno nello stesso momento. La polarità magnetica del flusso (se classificato come positivo o negativo) influenza anche il modo in cui interagisce con il campo terrestre, insieme alla più familiare orientazione Bz che determina la forza di qualsiasi tempesta risultante.

Effetti accertati

Una tempesta G1-G2 da un flusso di buco coronale può produrre deboli fluttuazioni di tensione nella rete elettrica, lieve resistenza aerodinamica sui satelliti e carica superficiale, e visibilità dell'aurora che si estende fino a circa 60° di latitudine geomagnetica o, durante condizioni G2 più forti, ancora più a sud — negli stati del nord degli Stati Uniti, nelle Isole Britanniche e nella Scandinavia centrale. Questi sono gli stessi effetti accertati descritti nella voce sulle tempeste geomagnetiche di questo wiki, solo che tipicamente si trovano all'estremità più lieve della scala, sostenuti per un periodo più lungo di giorni piuttosto che concentrati in un singolo evento acuto.

Cos'è un buco coronale?
Un buco coronale è una regione della corona solare che appare scura nelle immagini in ultravioletti e raggi X perché è più fredda e meno densa dell'ambiente circostante. Ciò accade perché le sue linee del campo magnetico sono aperte, permettendo al vento solare di fuoriuscire più liberamente rispetto al resto della corona.
Dove si formano i buchi coronali?
Sono più persistenti ai poli nord e sud del Sole, ma possono anche formarsi isolatamente a latitudini inferiori, indipendentemente o come estensione di un buco polare. I buchi isolati a latitudini inferiori sono quelli che hanno maggiori probabilità di diventare rivolti verso la Terra.
Cos'è una regione di interazione corotante (CIR)?
Una CIR è il confine compresso e turbolento che si forma quando il flusso veloce di vento solare di un buco coronale raggiunge il vento più lento davanti a sé. Arriva per primo, segnato da un aumento della densità e dell'intensità del campo magnetico, seguito dal flusso più veloce stesso.
Perché i buchi coronali causano attività geomagnetica ricorrente?
Poiché il Sole ruota circa ogni 27 giorni, un buco coronale persistente ritorna in una posizione rivolta verso la Terra con la stessa cadenza, a volte per diverse rotazioni consecutive, rendendo i suoi effetti uno dei pattern più prevedibili nel meteo spaziale.
Quanto sono forti le tempeste geomagnetiche causate dai buchi coronali?
La maggior parte dei flussi ad alta velocità da buchi coronali produce tempeste di classe G1 a G2 (minori o moderate), sebbene siano possibili eventi più forti, specialmente quando il flusso interagisce con un CME non correlato che arriva più o meno nello stesso momento.
I buchi coronali sono più comuni durante il minimo solare o il massimo?
I buchi coronali sono generalmente più persistenti e comuni durante il minimo solare, ma compaiono regolarmente anche durante il massimo solare, spesso sovrapponendosi all'attività di brillamenti e CME della fase più attiva del ciclo.