Le aurore

Le aurore come solo un fisico tra le nuvole potrebbe raccontarle

<<Sigla d’apertura>>

Questa storia inizia lontano, ma non troppo, durante i festeggiamenti del Natale appena trascorso. Lasciate perdere i panettoni, la poltrona per due, le tonnellate di cibo e i litri di vino… Non sono loro i protagonisti di questa storia, né tanto meno delle feste a casa mia. Da che ne ho memoria tutte le festività natalizie possono essere racchiuse in una semplice equazione:

NATALE + TV = BALTO.

meme perplesso

Non Lilly e il barbone, né Lessie che non trova la via di casa; solo Balto! La tombola sul tavolo e Balto in tv. Ebbasta. Tra le poche certezze nella vita ci sono il canide a Natale accompagnato dalle solite scene di isteria da palinsesto…

E no eh… Pure quest’anno no… Non lo reggo!

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– Dopo una maratona di cibo lunga varie ore –

 meme felice

(Stato psicofisico chiaramente alterato da un eccesso di zuccheri)

Vai Balto, vaaai! Ce la puoi fare… Io credo in te! Credicilo! Tu, che non hai ancora deciso se essere cane o lupo, proprio tu sei il vero stereotipo del sogno americano! Vaiii! Non mollare!

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Non sei cane, non sei lupo, sei eroe! – cit. da lacrimuccia –

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Per fortuna i film di Natale ad un tratto finiscono. Un attimo però… Quella è un’aurora a forma di lupo/cane/canelupo/Balto!?

Balto aurora

Wowowowow!

Emozioni! Anche se, devo ammetterlo, non mi ha colpito il misticismo fantastico in pieno stile Disneyano, né tanto meno l’aurora a forma di lupo… La vera bomba è che pochi giorni fa ho visto la foto di un’aurora (vera) con un profilo mooolto simile a questo:

Foto di un’aurora che sembra un lupo!

rainbow

Natura 10000 – Fantasia 1

Palla al centro.

La natura vince, sempre, non c’è niente da fare! Più la dai per scontata più riesce a meravigliarti. In un attimo ti catapultata in un mondo che sembra lontano, quasi impossibile; da qui – dalla meraviglia – alla magia il passo è davvero breve: basta un attimo. Sostenuta da questo pensiero la mente va a quelle culture nate sotto i cieli dove le aurore si mostrano in tutto il loro splendore…

aurora

Nel Canada centrale, per esempio, gli indiani Oijbway (o Chippewa) [1], credevano che un’aurora fosse l’effetto di mandrie di renne e cervi che corrono insieme nel cielo. I popoli dell’Alaska tutt’oggi associano il fenomeno ad animali danzanti. Per i nativi Mandan [2] del Nord Dakota il fenomeno era il riflesso del fuoco su cui gli shamani cuocevano i nemici abbattuti.

Andando un po’ più a est si arriva ai popoli nord europei: nei racconti popolari finnici la volpe artica, correndo nelle terre del Nord e sfiorando le montagne con la sua coda, genera le aurore. Alcune interpretazioni associano le aurore al riflesso degli scudi delle Valchirie, altre invece alle anime di defunti o a quelle dei bambini non ancora nati. [3] 

La magia è sempre stata il primo rifugio dopo la meraviglia e lo stupore.

Poi ad un tratto…

boom

Booom! Ad un tratto l’uomo scopre di poter vedere oltre, con il metodo scientifico scopre che nessun fenomeno è inspiegabile, nemmeno quelle strane luci nel cielo. Sarà proprio Galilei, padre del metodo scientifico ed insaziabile curioso, a coniare il nome “aurora boreale” (con Pierre Gassendi [4]). Ogni nuova scoperta sul nostro pianeta e sulla sua interazione con il Sole è stato un nuovo pezzo del puzzle. Poi ad un tratto compare un fisico norvegese: Kristian Olaf Bernhard Birkeland.

L’eroe del giorno: Kristian Birkeland (1867-1917). Scrisse il suo primo articolo scientifico all’età di 18 anni, ed è stato proposto come premio nobel solo 7 volte…

deskflip

(scusate ma il diciannovesimo secolo causa frustrazione in noi aspiranti scienziati degli anni duemila)

…la sua occupazione principale è stata lo studio del campo magnetico terrestre attraverso numerose spedizioni nelle regioni dove tipicamente si possono osservare le aurore. Costruendo una rete di osservatori fu in grado di studiare accuratamente i fenomeni elettromagnetici di quelle latitudini. Aveva intuito che le zone polari dovessero essere interessate da forti correnti elettriche provenienti dallo spazio, che quantificava misurando il campo magnetico al suolo.

La scoperta dei raggi X (Rontgen – 1895 [5]) lo ispirò alla creazione di una camera a vuoto per studiare l’interazione tra i campi magnetici e i fasci di particelle cariche negativamente (raggi catodici [6]): una piccola sfera magnetizzata chiamata “terrella” simulava il campo magnetico generato dalla terra; raggi catodici riproducevano gli effetti delle particelle provenienti dal Sole; particelle volatili rappresentavano l’atmosfera terrestre.

terrella barkeland aurore

Immagine di repertorio: appunti originali di Birkeland – ahahahah –

I raggi catodici inviati sulla “terrella” venivano deviati verso la parte superiore e quella inferiore della sfera, qui l’interazione con le particelle volatili provocava un effetto ottico del tutto simile alle aurore. Grazie a queste osservazioni poté ipotizzare che le aurore fossero l’effetto di una elevata concentrazione, vicino ai poli magnetici terrestri, di cariche elettrice di origine solare. Da aspirante fisico sperimentale devo dire che si è giocato la sua partita contro la fisica piuttosto bene! Birky we’re proud of you!

La fisica delle aurore – Facciamo ora un piccolo zoom sul fenomeno fisico: è il momento di rendere il buon Birky fiero di noi; dopo più di 100 anni dai suoi esperimenti, è arrivato il momento di fargli vedere che abbiamo imparato qualche cosa!

challenge accepted

I bambini grandi della fisica iniziano sempre dalle basi. Innanzitutto sappiamo che la Terra può essere pensata come un’enorme calamita: è dotata di un campo magnetico. Inoltre è costantemente investita da un gas di particelle cariche molto energetiche – il vento solare “soffiato” dal Sole fino ad una distanza 160 volte superiore a quella Sole-Terra (149.600.000 km)!! Il campo magnetico agisce come uno scudo che protegge la superficie del pianeta dalle particelle espulse dal Sole.

vento solare

Ovviamente anche questi sono appunti originali del buon vecchio Birky

Questa nostra difesa tuttavia non è perfetta e in corrispondenza delle latitudini a cui si verificano le aurore sono presenti degli “imbuti” attraverso cui il vento solare può fluire fino alla nostra atmosfera. Una volta arrivate in atmosfera le particelle del vento solare urtano le molecole costituenti l’atmosfera terrestre (principalmente azoto e ossigeno [7]) trasferendovi la propria energia. Le molecole colpite, in breve tempo, riemettono l’energia assorbita sotto forma di luce nei tipici colori verdi rosso e blu dando così vita alle aurore.

Insomma, per quello che ne sappiamo oggi, Birky ci aveva visto parecchio lungo, eppure quando queste teorie furono presentate sembrarono troppo ardite e la comunità scientifica rispose freddamente ai suoi risultati. Oggi, grazie ad evidenze sperimentali ottenute con tecnologie molto più avanzate, sappiamo che il modello è assolutamente corretto e lo studio delle interazioni tra il campo magnetico e il vento solare costituisce una branca in crescita tra gli studi fisici chiamata Fisica dello Spazio. Good work boy, good work!

(S)conclusioni – Che dire, per essere l’articolo del ritorno sulle scene direi che non è andato per niente male… Anzi sono proprio soddisfatto! E’ stato divertente sperimentare cose nuove per migliorare la mia proposta per voi. Bravo me! Ehi, a proposito di questo, non mancate di farmi sapere cosa ne pensate dei nuovi disegni e del tipo di argomento. Ci conto. Per concludere le (s)conclusioni devo ringraziare la fisica al Sole perché mi ha aiutato a reperire informazioni per questo articolo e ha assistito con pazienza a tutti i miei esperimenti. Detto questo…

Ci leggiamo la prossima puntata!


Approfondimenti:

[1] Nativi Ojibway – wiki-ENGapprof-ENG

[2] Nativi Mandan – wiki-ENG, approf-ITANatGeo-ENG

[3] Cenni di mitologia legata alle aurore – Crepuscolo degli dei

[4] Pierre Gassendi – biografia wikipedia

[5] Wilhelm Conrad Rontgen – premio nobel website

[6] Raggi catodici – Scheda

[7] Composizione atmosferica – Oilproject, Scienzenatura

Un’altra storia di Balto e Aurore secondo Billy: Fisici senza palestra

Molte delle informazioni e degli spunti contenuti in questo articolo sono ispirate dal lavoro e dalla mostra di Ada Grilli “Aurore polari. Ottava meraviglia del pianeta”. – Video presentazione , La mostra a Rovereto, Il libro

marco

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