Il campo magnetico terrestre, a quanto pare, è un abile intrappolatore. Attira particelle cariche dallo spazio in un recinto invisibile a forma di ciambella intorno al nostro pianeta, chiamato corrente ad anello. Questo sciame di particelle cariche prigioniere gioca un ruolo importante nel modo in cui la Terra reagisce alle mutevoli condizioni spaziali - il meteo spaziale - che può influenzare la tecnologia su cui facciamo affidamento, come satelliti e reti elettriche. Eppure, nonostante decenni di studi, c'è ancora molto che non sappiamo su questo recinto celeste.

La NASA si sta preparando a lanciare una missione progettata per fornire una visione unica, dall'interno verso l'esterno, della corrente ad anello. Chiamata STORIE - Storm Time O+ Ring current Imaging Evolution - è prevista per il lancio a maggio a bordo della 34ª missione di servizi commerciali di rifornimento di SpaceX verso la Stazione Spaziale Internazionale per la NASA. La missione vola come parte del carico utile Space Test Program - Houston 11 (STP-H11), una partnership tra la US Space Force e la NASA. Una volta installata roboticamente all'esterno della stazione spaziale (previsto pochi giorni dopo il suo arrivo), STORIE guarderà verso l'esterno la corrente ad anello, aiutando gli scienziati a rispondere a domande di vecchia data su come cresce e si restringe e di che tipo di particelle è composta.

"Queste particelle hanno importanti impatti sul meteo spaziale", ha detto Alex Glocer, investigatore principale di STORIE presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, dove lo strumento è stato progettato e costruito. "Vogliamo capire come viene costruita quella popolazione intrappolata e da dove viene".

Questi dettagli sono particolarmente importanti durante le tempeste solari, quando le eruzioni dal Sole possono portare a disturbi magnetici sulla Terra. Simili alle fasce di radiazione di Van Allen ma piene di particelle a energia inferiore, la corrente ad anello tende a fluttuare in dimensioni, forma e intensità in modo più drammatico rispetto alle fasce di radiazione durante le tempeste solari. Inoltre, nella corrente ad anello, le particelle caricate positivamente e quelle caricate negativamente fluiscono in direzioni opposte, creando correnti elettriche. Quindi, i cambiamenti lì possono portare a fluttuazioni magnetiche e correnti indotte sul terreno, potenzialmente influenzando oleodotti e linee elettriche. La corrente ad anello può anche contribuire all'accumulo di carica sulla superficie dei satelliti in orbita terrestre, che può causare malfunzionamenti dei veicoli spaziali. Inoltre, quando l'energia aumenta nella corrente ad anello, parte di quell'energia viene trasferita all'atmosfera superiore, facendola riscaldare, gonfiare e creare più resistenza sui satelliti, il che può far sì che il veicolo spaziale deorbiti prima del previsto.

Tuttavia, è difficile studiare la corrente ad anello direttamente perché le particelle al suo interno sono invisibili. "Non puoi semplicemente fotografarle con una fotocamera", ha spiegato Glocer. Invece, STORIE cercherà il bagliore degli atomi neutri energetici, o ENA, che si formano quando le particelle cariche intrappolate nella corrente ad anello riescono a scappare. Le particelle guadagnano la loro libertà rubando un elettrone dall'atmosfera esterna della Terra, nota come esosfera, e diventano neutre. "Una volta che quelle particelle cariche diventano neutre, non sentono più gli effetti del campo magnetico terrestre e non sono più intrappolate", ha detto Glocer. "Possono volare via in qualsiasi direzione".

Misurando la velocità e la direzione degli ENA, STORIE potrebbe aiutare a rispondere a domande di vecchia data sulle origini delle particelle nella corrente ad anello - se sono fornite da un flusso di particelle che esce dal Sole, noto come vento solare, o dalla Terra. Il team di STORIE ha progettato lo strumento per prestare particolare attenzione agli atomi di ossigeno caricati positivamente (O+) perché, secondo Glocer, "Quando vedi ossigeno, quello viene dall'atmosfera. Ne ottieni molto poco dal vento solare". Se STORIE trova molti atomi di ossigeno, gli scienziati sapranno che la corrente ad anello è in gran parte fornita dall'atmosfera terrestre, piuttosto che dal vento solare.

Glocer e altri scienziati vogliono anche scoprire se la popolazione di particelle cariche della corrente ad anello