Una tempesta solare di forte intensità potrebbe fare molti più danni di quanto abbiamo sempre creduto, e questo è il messaggio che arriva da uno studio recente guidato dagli scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA. Il punto è semplice quanto inquietante. Non sappiamo davvero cosa succederebbe oggi se il Sole ci colpisse con la stessa violenza dell’evento Carrington del 1859, quel tipo di fenomeno estremo che capita più o meno una volta ogni mille anni. Allora saltarono le comunicazioni via telegrafo in mezzo pianeta e le aurore boreali si videro dal Nord America fino a Cuba. Ma con la quantità di satelliti che oggi ci ronza sopra la testa, lo scenario cambia parecchio.
Maria Walach, ricercatrice dell’Università di Lancaster e tra gli autori dello studio, mette le cose in chiaro. Il campo magnetico terrestre ci protegge in modo efficace da buona parte degli effetti del meteo spaziale, che di solito si manifestano come piccoli guasti o come le solite spettacolari aurore. Poi però ci sono i casi limite. La caduta improvvisa di satelliti, la perdita delle comunicazioni, il segnale GPS che sparisce. Roba seria, insomma.
Le tempeste solari nascono quando il vento solare, cioè quel flusso continuo di particelle cariche sparate dal Sole, va a sbattere contro la magnetosfera terrestre. Nei momenti più intensi queste perturbazioni possono creare i disagi già citati e perfino modificare l’atmosfera superiore. Per stimare l’intensità del vento solare gli studiosi usano soprattutto le misurazioni fatte da satelliti collocati nel punto di Lagrange L1, a circa un milione e mezzo di chilometri dalla Terra. Il guaio è che quelle osservazioni non coincidono con l’ambiente in cui il vento solare finisce davvero per interagire con il campo magnetico. Tra i due punti passa un tempo variabile e il plasma solare cambia durante il tragitto.
Tempesta solare: quando la statistica inganna gli scienziati
Il cuore dello studio sta in un fenomeno statistico ben noto, chiamato regressione verso la media. In parole povere, quando una misurazione risulta straordinariamente alta, il valore reale che dovrebbe rappresentare tende a essere, in media, meno estremo. Succede perché le incertezze casuali a volte gonfiano un’osservazione. Applicato al vento solare, questo significa che una misura eccezionalmente forte registrata in L1 corrisponde probabilmente a un vento un po’ più debole quando arriva davvero a contatto con la magnetosfera.
Ripetuto migliaia di volte, questo effetto ha creato una falsa impressione. Per anni gli scienziati hanno pensato che esistesse un limite naturale, una specie di saturazione, oltre il quale il campo magnetico terrestre smette di reagire in modo proporzionale alle tempeste più violente. Il nuovo studio dice invece che forse quel limite non è mai esistito. Sarebbe soltanto un’illusione dovuta al modo in cui vengono analizzate le misurazioni.
Per verificare l’ipotesi i ricercatori hanno costruito un modello statistico che tiene conto delle principali fonti di incertezza. Il modello riproduce con buona precisione la stessa curva di saturazione osservata in oltre 25 anni di dati, senza bisogno di tirare in ballo alcun meccanismo fisico. Poi hanno applicato una tecnica chiamata calibrazione per regressione, che corregge matematicamente la distorsione. E dopo la correzione la saturazione sparisce quasi del tutto. Il rapporto tra intensità del vento solare e risposta geomagnetica torna a essere sostanzialmente lineare, almeno nell’intervallo per cui esistono abbastanza osservazioni, più di un milione a dire il vero.
Niente di cui preoccuparsi, finché non accade
Le conseguenze di questi risultati, pubblicati questa settimana sulla rivista Nature, sono concrete. Se la risposta della Terra continua a crescere in modo proporzionale anche durante gli eventi catastrofici, allora una tempesta come quella di Carrington potrebbe essere molto più pericolosa del previsto. Gli autori stimano che, per valori altissimi del vento solare, l’impatto geomagnetico potrebbe arrivare a essere circa il doppio di quello calcolato dai modelli tradizionali.
Se non esiste un limite superiore alla risposta del pianeta al vento solare, spiega la dottoressa Walach, i modelli per i casi estremi devono tenerne conto e serve stare attenti agli effetti del meteo spaziale. Per fortuna questi casi sono rari, ma proprio per questo abbiamo pochi dati e solo il tempo dirà cosa accadrà davvero in un evento così estremo. Lo studio riconosce questo limite. I registri degli episodi più violenti sono ancora pochissimi. Per questo i ricercatori non dicono che la saturazione sia impossibile, dicono soltanto che i dati disponibili non offrono prove statistiche convincenti della sua esistenza.