Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Presentazione sul tema: "Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario"— Transcript della presentazione:

1 Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario
Le aurore Ermanno Amata Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario C.N.R. Febbraio-Marzo 2003 La fisica delle magnetosfere

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Aurore boreali Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Aurora a forma di theta sopra l’Antartide Aurora su Giove e su Saturno La fisica delle magnetosfere

3 Ny Alesund Daneborg AURORAL OVAL – UV image POLAR
Geographic (black) and Corrected Geo-Magnetic CGM (red) coordinates Daneborg

4 La base di NyAlesund Posizione della “all-sky camera”

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33 La base di Daneborg in Groenlandia

34 La “all-sky camera” a Daneborg

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Le prime osservazioni delle aurore. Descrizioni nella Bibbia. Descrizioni cinesi (2000 A.C.) Moto di accumuli di nubi ardenti (Senofane, VI AC) Per i Vichinghi sono: foriere di sventure, manifestazioni dei parenti morti, battaglie fra gli dei, ecc. Galileo: aria sale ed è illuminata. : pochissime osservazioni. Edmund Halley: ordinate secondo il campo geomagnetico. de Mairan 1731: connessione con le macchie solari. La fisica delle magnetosfere

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Le prime osservazioni delle aurore. Dal confronto fra le osservazioni odierne e quelle dei primi libri scandinavi di carattere scientifico (1230 AD) si dovrebbe concludere che le regioni aurorali si siano spostate notevolmente da allora ad oggi. La fisica delle magnetosfere

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Esempi di aurore. La fisica delle magnetosfere

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Evoluzione di un’aurora in alcuni minuti. La fisica delle magnetosfere

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Alcune aurore dalla navetta della NASA. La fisica delle magnetosfere

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La fisica delle magnetosfere

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Altre aurore dalla navetta della NASA. La fisica delle magnetosfere

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Ancora aurore dalla navetta della NASA. La fisica delle magnetosfere

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Aurore dal satellite DMSP. La fisica delle magnetosfere

44 ed il meccanismo che lo genera.
Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Lo spettro aurorale ed il meccanismo che lo genera. Lo spettro aurorale si estende dall’infrarosso all’ultravioletto. Un’aurora molto intensa produce tassi di emissione fotonica di milioni di Rayleigh (1R=106 fotoni/cm2s). Elettroni e protoni di energia compresa fra 100 eV e 1 MeV precipitano lungo il campo magnetico collidono con atomi e molecole ionosferici trasferendo loro parte della loro energia cinetica sì da porli in stati eccitati (fino anche a ionizzarli). Il ritorno degli atomi e delle molecole ionosferiche allo stato fondamentale avviene con emissione di fotoni. allo stato fondamentale avviene con emissione di fotoni. La fisica delle magnetosfere

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La ionosfera La ionosfera è così detta perché le sue molecole sono ionizzate in misura tale da essere dominata da fenomeni elettromagnetici. Convezione del plasma con V = E x B Correnti di Hall e Pedersen perpendicolari a B Fattori ionizzanti La fisica delle magnetosfere

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Densità di alcune specie ionosferiche La fisica delle magnetosfere

47 Linee caratteristiche dello spettro aurorale.
Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Linee caratteristiche dello spettro aurorale. Linee infrarosse a 1270 e 1580 nm O2 Linea verde a nm O a meno di 200 km. Linea rossa a nm O fra 200 e 400 km. Linea violetta a nm N2 Linea blu a nm N2 Linea ultravioletta a nm N2 Linea ultravioletta a nm O Linea ultravioletta a nm O Stati metastabili La fisica delle magnetosfere

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Generazione dell’aurora theta. Se nel vento solare Bz > 0  Bz < 0 inizia la riconnessione magnetica al punto subsolare della magnetopausa; le linee riconnesse, invece di essere trascinate verso il polo, si insinuano fra quelle chiuse che si estendono nella coda (plasma sheet); parte delle linee chiuse è spinta verso il polo con il relativo arco aurorale. parte delle linee chiuse è spinta verso il polo con il relativo arco aurorale. La fisica delle magnetosfere

49 La riconnessione alla magnetopausa e nel foglio neutro della coda
E. Amata, IFSI/CNR La riconnessione alla magnetopausa e nel foglio neutro della coda Bz < 0 Bz > 0 Accademia dei Lincei, 10 ottobre 2002.

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Fine La fisica delle magnetosfere