Lo scorso 10 maggio il cielo notturno sopra l’Italia è stato inondato da un fenomeno
spettacolare anche per la sua rarità: l’aurora boreale. Nelle pagine a seguire spiegheremo
il fenomeno dalle sue origini scientifiche sino alle modalità in cui si è manifestato e
come è stato possibile acquisirne dati e immagini anche con un approccio amatoriale.
Ci accompagnano nella ricca esposizione: Francesco Berrilli e Valentina Penza dell’Università
di Roma Tor Vergata, Alessandro Marchini dell’Università di Siena e Alessandro
Ravagnin.

PARTE 02

Il diario di un’aurora italiana

 a cura di Alessandro Marchini direttore dell’Osservatorio Astronomico dell’Università di Siena

La notte tra il 10 e l’11 maggio un’incredibile aurora boreale si è accesa nei cieli italiani. Si è trattato di un evento assolutamente straordinario e inconsueto per le nostre latitudini.

E pensare che due anni fa, nel febbraio 2022, ero andato a caccia dell’aurora fino a Tromsø, in Norvegia, per tornare dal viaggio abbastanza deluso: il tempo era stato inclemente ed insieme al gruppo di amici che erano con me siamo riusciti a vedere le luci del nord solo per qualche istante in quattro notti di nuvole, neve e pioggia.

Vivo a Siena, poco fuori dal centro storico, a casa ho due finestre a nord e la sera del 10 maggio mi sono affacciato più volte a guardare il cielo in quella direzione, finché non è stato chiaro che quelle strisciate rosa che stavo vedendo, sul profilo della città e distanti dal punto del tramonto, non potevano che essere le luci di un’aurora.

Come è stato possibile che l’aurora, timida e dispettosa in Norvegia, mi avesse inseguito fino a casa, per mostrarsi in tutta la sua magnificenza? Ma soprattutto, era prevedibile un’aurora su Siena tanto da farmi affacciare continuamente alla finestra per sperare di vedere le “luci del nord” da 43 gradi di latitudine?

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Per la verità il giorno precedente e la mattina stessa avevo avvisato alcuni amici della remota eventualità di un’aurora visibile anche dalla Toscana, ma non ci speravo davvero anche perché, durante i miei 59 anni di vita e le tante notti passate col naso all’insù, non mi era mai successo di vedere un’aurora boreale da Siena.

Tutto inizia con una tempesta solare.

La teoria è nota: una potente esplosione sulla superficie del Sole, un X-flare rivolto verso la Terra, rilascia un’enorme quantità di particelle cariche che dopo 18-48 ore raggiungono il nostro pianeta e, convogliate dalle linee di forza del campo magnetico terrestre, accendono i gas dell’atmosfera intorno ai poli, in quella zona ad anello che viene definita ovale aurorale.

E’ un effetto simile a quello che conosciamo per i vecchi tubi al neon dove il passaggio della corrente elettrica eccita gli atomi del gas all’interno del tubo: quando gli atomi si diseccitano emettono fotoni, cioè luce, il cui colore dipende dal tipo di gas utilizzato.

Questo spiega anche i diversi colori delle aurore polari che dipendono dagli atomi e molecole dei gas della nostra atmosfera incontrati dal flusso di particelle cariche provenienti dal Sole.

Se l’esplosione solare è particolarmente intensa e diretta esattamente verso la Terra, l’effetto sarà maggiore: l’aurora sarà a sua volta più intensa e colorata e l’ovale aurorale potrà estendersi fino a raggiungere latitudini inconsuete.

Le aurore italiane

Nella storia del nostro paese sono molto rare le testimonianze di fenomeni aurorali: oltre al SAR (StableAuroralRedarc) del novembre 2023, si hanno immagini di aurore visibili dal nord Italia nel 2015, 2011, fino alla spettacolare aurora del 31 ottobre 2003. Nel 1989 una potente tempesta solare causò un blackout elettrico di 12 ore in alcune regioni del Nord-America e provocò un’aurora visibile anche in Italia, documentata fino a Venezia.

Ma per trovare testimonianze di aurore visibili sulla gran parte della nostra penisola dobbiamo scorrere il calendario a ritroso fino al 1939, o addirittura fino ad alcune spettacolari aurore registrate nel 1848, nel 1851 e nel 1870. Quest’ultima in particolare, vista la notte del 24-25 ottobre da tutta Italia, è di particolare interesse perché fu documentata in Sicilia con alcuni acquerelli che l’autore, il signor Montemagno di Caltagirone, inviò all’allora direttore dell’Osservatorio di Palermo Gaetano Cacciatore. Quegli acquerelli, attualmente conservati negli archivi dell’INAF di Palermo, mostrano un’impressionante somiglianza tra l’evoluzione del fenomeno del 1870 con quello, recentissimo, del 10-11 maggio.

Se il Signor Montemagno di Caltagirone la seppe dipingere, c’è chi seppe descriverne le emozioni: la poesia “L’aurora boreale” di Giovanni Pascoli fu ispirata dall’evento del 1870 a cuiil poetapoté assistere quando, adolescente, frequentava il collego dei Padri Scolopi di Urbino.

L’attività solare, il motore delle aurore

La tecnologia attualmente a nostra disposizione ci permette di osservare il Sole per studiarne i fenomeni superficiali.

All’osservatorio astronomico dell’Università di Siena dove lavoro, utilizziamo un piccolo telescopio solare per spiegare un po’ di fisica della nostra stella agli studenti universitari e a quelli delle scuole che svolgono con noi percorsi didattici di astronomia. Con quello strumento possiamo osservare le regioni attive, le zone della superficie del Sole dove sono presenti le macchie solari da cui possono sollevarsi le protuberanze o sprigionarsi i brillamenti: questi fenomeni esplosivi, i flare, sono il vero motore delle aurore.

Ci sono anche siti internet di telescopi spaziali dedicati al Sole che chiunque può consultare per avere immagini dell’attività solare molto più dettagliate di quelle del nostro telescopio, ad esempio il sito del Solar Dynamics Observatory(SDO) della NASA (sdo.gsfc.nasa.gov). Su questo sito il 7-8 maggio avevo potuto notare la presenza di un grande gruppo di macchie solari nella zona centrale del Sole, quindi orientato verso la Terra: era la regione attiva 3664.

Ci sono anche siti internet dove è possibile controllare l’intensità dei flare e la previsione della loro interazione col campo magnetico terrestre.

I flare sono classificati in cinque grandi classi, A, B, C, M e X, in base alla potenza crescente (su base logaritmica) di emissione di raggi X. I flare di classe X sono spesso associati a espulsioni di massa coronale (CME, Coronal Mass Ejection); queste potenti esplosioni solari possono causare tempeste geomagnetiche di maggiore intensità, capaci di provocare dei “radio blackout” mandando in tilt i satelliti in orbita intorno alla Terra. E di innescare aurore molto intense.Un sito dove controllare se si sono verificati i flare è quello di SpaceWeatherLive (www.spaceweatherlive.com).

Oltre ad avere indicazione della potenza diun flare solare, è possibile prevedere quanto sarà intenso il suo effetto, cioè la tempesta geomagnetica (geomagneticstorm) che provocherà se raggiungerà la Terra, interagendo con l’atmosfera. In questo caso la scala va da G 1, per piccole intensità, fino a G 5 per le tempeste geomagnetiche estremamente potenti. Un sito consultabile per conoscere l’attività geomagnetica è quello dello Space WeatherPrediction Center, un servizio della National Oceanic and AtmosphericAdministraion(www.swpc.noaa.gov).

La teoria è nota, ma poter prevedere un’aurora boreale visibile dall’Italia è del tutto aleatorio

Bene, è ormai chiaro che per avere un’intensa aurora polare servono alcuni ingredienti chiave: un flare, un’esplosione solare possibilmente di classe X, seguito da un’espulsione di massa coronale diretta verso la Terra che causi una tempesta geomagnetica sulla nostra atmosfera.

Ma il valore che più di ogni altro può dirci quanta probabilità avremo di vedere un’aurora è l’indice dell’attività geomagnetica che viene misuratocontinuamente da magnetometri terrestri posizionatiin molte località del mondo. Si tratta dell’indice Kp che può avere valori da 0, quando non c’è attività geomagnetica, a 9, quando l’attività è massima. Uno dei siti di riferimento è ancora lo Space WeatherLive, alla pagina “Aurora forecast” (www.spaceweatherlive.com/en/auroral-activity/aurora-forecast.html).I cacciatori di aurore si fregano le mani quando leggono, per le loro latitudini, un indice Kp da 7 a 9!

A quel punto si guarda l’ultima, importante previsione: quella a brevissimo termine dell’estensione e dell’intensità dell’ovale aurorale. Uno dei siti di riferimento è quello dello Space WeatherPrediction Center della NOAA, alla pagina www.swpc.noaa.gov/products/aurora-30-minute-forecast. L’immagine mostra la previsione dell’ovale nei successivi 30 minuti sui due emisferi, con una scala di colori inequivocabile: in assenza di attività geomagnetica l’ovale è sottile, verde semitrasparente, quando invece c’è una tempesta in atto l’ovale si allarga e si colora di giallo e di rosso, in base all’intensità.

L’aurora italiana del 10-11 maggio 2024

Consultando i siti già menzionati, l’8 e il 9maggio ho potuto vedere che erano stati registrati alcuniX-flarein successione, seguiti da altrettante espulsioni di massa coronale. Per questo motivo la mattina del 9 ho controllato le previsioni dell’indice Kpper le medie latitudini, che erano sorprendenti: per la notte tra il 10 e l’11 maggio l’indice era previsto tra valori di 8 e 9, come non l’avevo mai visto.

La previsione dell’indice Kp per le medie latitudini la notte del 10-11 maggio (spaceweatherlive.com)

La mattina del 10 ho controllato le previsioni meteo, sperando che quella sera il cielo fosse sereno, e ho avvisato alcuni amici di guardare verso nord nella speranza di vedere, dall’Italia, le luci dell’aurora boreale. Ovviamente mi hanno preso per matto…

Ma quella sera, poco dopo le 22, è iniziato lo spettacolo.

Il cielo era sereno e dalla finestra a nord ho cominciato a vedere delle stranissime striature rosa-fucsia. Ho preso subito la macchina fotografica, ho impostato 5 secondi di esposizione e l’ho appoggiata sul davanzale: già la prima foto confermava che sopra al profilo medievale di Siena si stava accendendo l’aurora. Ho subito avvisato via WhatsApp tutti gli amici che mi sono venuti in mente, i vari gruppi di astrofili di cui faccio parte e ho pubblicato la prima, inequivocabile foto dell’aurora sui profili social dell’Osservatorio Astronomico dell’Università di Siena.

Da quel momento è stato un susseguirsi di emozioni, con le luci del nord che cambiavano lentamente ma continuamente di forma e intensità. Probabilmente nella prima ora abbiamo osservato un SAR (Stable Auroral Redarc) che si è lentamente spento intorno alle 23:30.

A mezzanotte pensavo fosse finito lo spettacolo ma prima di togliere la macchina fotografica dalla finestra ho consultato la previsione dell’ovale aurorale…

Ho lasciato la macchina fotografica sul davanzale e a mezzanotte e mezza si è riaccesa un’aurora ancor più spettacolare. Anche a occhio nudo, nonostante le luci della città, vedevo colonne di luce grigio-violacee, le foto a lunga esposizione ovviamente le mostravano decisamente viola e molto più colorate. Era meraviglioso vedere le luci danzanti dell’aurora sopra il cielo della mia città, colonne luminose viola con sotto, in alcuni momenti, delle striature grigio-verdi tipiche di questi fenomeni.

Nel frattempo cominciavo a essere sommerso dalle foto degli amici toscani e, sui social dell’Osservatorio, da tante altre foto praticamente da tutta Italia.

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