Ricercatori della NASA impegnati nella Magnetospheric Multiscale Mission (MMS), missione spaziale progettata per studiare la magnetosfera terrestre, hanno osservato per la prima volta una curiosa “danza degli elettroni” associata al campo magnetico di forza intermedia. Il fenomeno è stato documentato grazie alla peculiarità della MMS, che si avvale di quattro distinti satelliti che volano in formazione tetraedrica a pochi metri di distanza l'uno dall'altro, formando una sorta di piramide. Le particelle, attraversando lo spazio compreso tra i satelliti, vengono monitorate in un ambiente tridimensionale, e i ricercatori possono avere un dettaglio estremamente preciso delle loro traiettorie.

È noto che gli elettroni all'interno di un campo magnetico intenso compiono peculiari movimenti a spirali strette, lungo lo stesso verso del campo, tuttavia, quando esso si inverte e diventa più debole, queste particelle cariche negativamente iniziano il cosiddetto movimento Speiser, una sorta di “free style” – come lo indica la NASA – dove gli elettroni rimbalzano e si agitano in avanti e indietro. Con la missione MMS si è voluto studiare come si comportano gli elettroni in un campo magnetico di forza intermedia, scoprendo che essi si esibiscono in una curiosa danza "ibrida" fra le altre due, fatta di spirali più grandi e rimbalzi.

Un dettaglio interessante è la proiezione verso l'esterno del campo al termine della traiettoria, un moto particellare che la NASA ha spiegato col fenomeno della riconnessione magnetica, processo fisico nel quale l'energia magnetica viene trasformata in energia cinetica e termica, oltre che in accelerazione delle particelle. Esso è alla base dell'interazione tra il vento solare prodotto dai brillamenti e lo spettacolo delle aurore polari, ma può rappresentare anche un pericolo per i satelliti, per questo è molto importante conoscerne le dinamiche.

La missione MMS, i cui satelliti furono lanciati in orbita il 13 marzo del 2015, permette di osservare questi fenomeni con una risoluzione temporale cento volte più veloce rispetto al passato, dettaglio che ci aiuta a comprendere meglio la magnetosfera e ad adeguare la tecnologia. La ricerca, coordinata dal professor Li-Jen Chen del Goddard Space Flight Center, è stata pubblicata sulla rivista scientifica specializzata Journal of Geophysical Research.

[Immagine di NASA]