L Aurora Boreale 24-29 Agosto 2013 (00:30-1:30 UT), Groenlandia (Danimarca) Il Fenomeno Anno 2013: Massimo dell attività solare. In base alle ultime osservazioni effettuate, il Sole inizierà il 24 o periodo di picco della sua attività prima della fine del 2013. L intensità dell attività solare è definita dal numero di macchie rilevate sulla superficie del Sole. Mano a mano che ci avviciniamo al picco, il numero di macchie solari aumenta, come mostrato nella Figura 1. Inoltre il campo magnetico del Sole cambia polarità. Le ultime osservazioni ci dicono che questo sta avvenendo in questo periodo (metà Agosto). Figura 1. Andamento dell attività solare (numero di macchie solari nel corso del tempo). Il primo picco corrisponde all ultimo massimo solare registrato (2001). Le previsioni indicano che il prossimo picco ci sarà prima della fine del 2013. Crediti http://sidc.be. In base ai dati raccolti negli ultimi 200 anni sappiamo che i picchi di attività solare (massimo numero di macchie) seguono un ciclo di circa 11 anni (vedi Fig. 2). AURORAS BOREALES 2013 1
Figura 2. Attività solare durante gli ultimi 50 anni (numero di macchie solari nel corso del tempo). Una fra le conseguenze dei picchi di attività solare è l'aumento dell emissione da parte del Sole di particelle elementari ad alta energia (vento solare) durante quelle che sono note come tempeste solari. I principali effetti che queste emissioni possono avere sulla Terra sono: 1. Interferenze nelle reti di comunicazione (terrestri e satellitari). 2. Potenziali problemi per la fornitura di energia elettrica a causa dell arrivo in massa di elettroni sulla superficie terrestre. 3. Possibili effetti sul clima. 4. Aumento della frequenza e della luminosità delle aurore polari. Nel corso del picco di attività solare del 1989, le tempeste solari più intense hanno causato seri problemi nella fornitura di energia elettrica in numerose città nel nord degli Stati Uniti e in Canada. Inoltre molti satelliti, mentre queste tempeste erano in atto, hanno registrato anomalie temporanee. La relazione tra attività solare e clima terrestre è stato oggetto di dibattito negli ultimi anni. Ci sono indicazioni del fatto che la Terra si sia raffreddata durante i periodi di minima attività solare. Inoltre, il lungo periodo di minima attività che si è verificato tra il 1645 e il 1715 (noto come il minimo di AURORAS BOREALES 2013 2
Maunder, vedi Fig. 3) parrebbe essere all origine di una sorta di mini era glaciale, i cui effetti si sono manifestati principalmente nel Nord Europa. Figura 3. Andamento dell'attività solare durante gli ultimi 400 anni (numero di macchie solari nel corso del tempo). Durante i picchi di attività solare l'intensità del vento solare aumenta provocando un aumento del flusso di particelle elementari di alta energia verso la Terra. Queste particelle, elettricamente cariche, vengono incanalate verso il poli magnetici dal campo magnetico della Terra. La loro interazione con l'atmosfera terrestre provoca i fenomeni dell'aurora Boreale (nell'emisfero nord) e dell'aurora Australe (nell'emisfero sud). La zona migliore per osservare il fenomeno dell'aurora Boreale è un cerchio attorno al Polo Nord magnetico in particolare fra in 60 e i 70 gradi nord. Il Polo Nord magnetico non coincide con il Polo Nord geografico e si sposta nel tempo. Attualmente si trova al largo delle coste dell'isola canadese di Ellef Ringnes, il che significa che la Groenlandia meridionale è un luogo eccellente per osservare l'aurora. Le Aurore Come menzionato, le aurore sono un meraviglioso spettacolo celeste che ha luogo quando particelle ad alta energia provenienti dal Sole raggiungono l atmosfera terrestre attraverso il vento solare. Il percorso d ingresso di queste particelle è guidato dal campo magnetico della Terra. Esse quindi riescono a penetrare attraverso l atmosfera solo in regioni vicine al Polo Nord (Aurora Boreale) e Polo Sud (Aurora Australe). Le aurore possono essere di diversi tipi. A volte esse appaiono come drappeggi luminosi e cangianti, dall ampia gamma cromatica. L emissione della luce avviene nella regione dell atmosfera chiamata termosfera, ad altitudini comprese tra 100 e 400 km, ed è la conseguenza della collisione del vento solare (essenzialmente elettroni) con gli atomi di ossigeno (toni verdastri) o AURORAS BOREALES 2013 3
molecole di azoto (toni rossastri). Durante il 2011 e il 2012, periodi di aumento dell'attività solare, si sono osservate aurore molto intense (vedi Fig. 1). Luogo della Spedizione La spedizione Shelios 2013 (per maggiori informazioni vedi http://www.shelios.com/sh2013a) è promossa dall associazione scientifico-culturale Shelios ed è coordinata dal suo presidente, Miquel Serra-Ricart, astronomo dell Istituto di Astrofisica delle Canarie e membro del Progetto GLORIA. L obiettivo principale della spedizione è l osservazione e la raccolta di immagini dell'aurora Boreale dal sud della Groenlandia, in coincidenza con un periodo di picco dell attività solare (vedi Fig. 1). Figure 4. I numeri cerchiati (1,2,3) indicano i luoghi in cui avverranno le osservazioni e le trasmissioni. Trasmissione Sono previste trasmissioni a cadenza giornaliera, condizioni climatiche permettendo, fra il 24 e il 29 Agosto 2013, da tre diversi postazioni nel sud della Groenlandia (vedi Fig. 4). La prima postazione si trova nelle vicinanze del ghiacciaio Qaleraliq (longitudine = 46.6791W; latitudine = 60.9896N, Fig. 5), la seconda postazione si trova in una fattoria di Tasiusaq (Fig. 6), e la terza nel villaggio Quasiarsuk (Hostal Leif Eriksson, vedi Fig. 7). Le trasmissioni saranno effettuate quando in Europa sarà notte e dureranno un'ora, fra le 00:30 01:30 UT (Tempo Universale) cioè le 02:30 to 03:30 in Italia (le AURORAS BOREALES 2013 4
22:30 23:30 del giorno prima in Groenlandia). L'evento sarà trasmesso sul sito web live.gloriaproject.eu e sarà effettuato su due livelli: 1) Connessioni dal vivo La trasmissione in diretta verrà effettuata utilizzando una videocamera in bianco e nero che osserverà il cielo con lo scopo di mostrare i movimenti dell'aurora. 2) Time-Lapse Durante la trasmissione in diretta e ogni minuto, due immagini a colori del cielo stellato saranno pubblicati sul sito web citato. Le due immagini saranno ottenute nello stesso istante da due fotocamere Canon 5D MarkII a colori, con obiettivi identici, poste a una distanza massima di 50 km l'una dall'altra. Queste immagini saranno accessibili dal sito web e permetteranno agli studenti di calcolare l'altezza dell'aurora usando il metodo della parallasse (i dettagli sono riportati nel manuale dell'attività didattica). Figura 5. Campo sul ghiacciaio del Qaleraliq. Sarà la postazione principale per le trasmissioni (posizione 1 nella Fig. 4, J.C. Casado-starryearth.com). AURORAS BOREALES 2013 5
Figura 6. Fattoria di Tasiusaq s, la seconda postazione per le trasmissioni (vedi Fig. 4, J.C. Casadostarryearth.com). La trasmissione può essere seguita sia dal portale di GLORIA live.gloria-project.eu sia dal portale del principale collaboratore per le trasmissioni in diretta sky-live.tv. Il portale di GLORIA mostrerà anche informazioni aggiornate sul tempo e su ogni eventuale cambiamento di programma della trasmissione. La trasmissione sarà pubblicizzata su numerosi siti web e, poche ore prima che avvenga, anche sui social network di GLORIA. AURORAS BOREALES 2013 6
Figura 7. Aurora Boreale vista dalla città di Quasiarsuk, Groenlandia del sud, fine Agosto 2011 (postazione 3 nella Fig. 4). Immagine ottenuta durante la spedizione Shelios 2011 (vedi shelios.com/sh2011, D. Padrónstarryearth.com). Attività Educativa Utilizzando le immagini che verranno acquisite durante la spedizione, proponiamo di eseguire la seguente attività educativa: Calcolo dell'altezza dell'aurora dalle immagini utilizzando i metodi dei colori e della parallasse. Per maggiori informazioni vedi la pagina web dedicata all'evento sul sito web di GLORIA gloriaproject.eu. AURORAS BOREALES 2013 7
Link Durante la trasmissione saranno disponibili informazioni giornaliere sull'attività solare presso i seguenti siti: Immagini più recenti del Sole a diverse lunghezze d'onda ottenute dal Satellite SOHO (cooperazione internazionale fra le agenzie spaziali ESA e NASA): http://sohowww.estec.esa.nl/data/realtime-images.html Attività solare e previsioni:: Europa: http://sidc.oma.be/index.php3 Stati Uniti: http://www.sec.noaa.gov/swn/ Crediti Il Seventh Framework Programme dell Unione Europea (EU, FP7/2007-2013, INFRASTRUCTURES-2011-2, INFRA-2011-1.2.1: e-science environments) collabora con la trasmissione attraverso il progetto GLORIA GLObal Robotic telescopes Intelligent Array for e-science (Grant Agreement Number 283783). Collaboratori Video Collaboratori Web AURORAS BOREALES 2013 8
Partecipano alla distribuzione web: - National Institute for Astrophysics (INAF) IASF Bologna - Institute of Astrophysics of Canary Islands (IAC) - Warsaw University - Oxford University - Supercomputer Center of Catalunya (CESCA) - Alared Web Solutions - Canarcloud company - HEAnet from Ireland - Astronomical Institute of the Academy of Sciences of the Czech Republic - University College Dublin, Ireland Altri Collaboratori - The Army, Canary Command per la trasmissione satellitare. - Tasermiut South Greenland collabora per la logistica in Groenlandia. AURORAS BOREALES 2013 9