L'Evento di Carrington del 1859: la più grande tempesta solare

L'Evento di Carrington del 1859 è considerato la più potente tempesta geomagnetica mai documentata. Tra il 1 e il 2 settembre 1859 il Sole scagliò verso la Terra un'enorme nube di plasma che incendiò gli uffici telegrafici e accese aurore talmente brillanti da permettere di leggere il giornale di notte, visibili perfino ai Caraibi e alle Hawaii. Quel weekend di metà Ottocento è oggi lo scenario di riferimento per misurare il rischio che una tempesta solare rappresenta per la nostra civiltà tecnologica.

Che cos'è una tempesta solare e una CME

Il Sole non è una palla di fuoco tranquilla: la sua atmosfera è percorsa da campi magnetici che, riorganizzandosi bruscamente, liberano energia colossale. Quando questa energia esplode come un lampo di radiazione si parla di brillamento (solar flare). Spesso al brillamento si accompagna l'espulsione di una massa coronale, in inglese coronal mass ejection o CME: una bolla di miliardi di tonnellate di plasma e campo magnetico lanciata nello spazio. Secondo il Centro di previsione meteo spaziale della NOAA, le CME viaggiano a velocità comprese tra circa 200 e 3.000 chilometri al secondo.

Quando una CME diretta verso la Terra raggiunge il nostro pianeta, comprime e deforma la magnetosfera, il guscio magnetico che ci protegge. Ne nasce una tempesta geomagnetica: il campo magnetico terrestre oscilla, le particelle cariche precipitano lungo le linee di forza verso i poli e, attraversando l'alta atmosfera, fanno brillare gas come ossigeno e azoto. È così che nascono le aurore. Quanto più la tempesta è intensa, tanto più le aurore scendono dalle regioni polari verso l'equatore.

Settembre 1859: l'osservazione di Richard Carrington

La mattina del 1 settembre 1859, mentre disegnava le macchie solari dal suo osservatorio privato in Inghilterra, l'astronomo dilettante Richard Christopher Carrington notò poco prima di mezzogiorno un improvviso lampo di intensa luce bianca sul disco solare. Indipendentemente, anche l'astronomo Richard Hodgson osservò lo stesso fenomeno. Fu la prima osservazione di un brillamento solare mai registrata nella storia. Carrington descrisse l'evento in un articolo pubblicato sulle Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, dal titolo Description of a Singular Appearance seen in the Sun on September 1, 1859.

Poche ore dopo, gli osservatori magnetici iniziarono a impazzire. Carrington ebbe l'intuizione di collegare il bagliore solare alla tempesta magnetica che seguì, anche se rimase cauto. Quel sospetto si rivelò corretto: la CME associata al brillamento raggiunse la Terra in circa 17,6 ore, un tempo eccezionalmente breve rispetto ai due-tre giorni tipici, segno della sua straordinaria potenza. Sulla scala odierna della NOAA quella tempesta sarebbe classificata come G5, il livello massimo.

Aurore fino ai Caraibi e telegrafi in tilt

Gli effetti furono spettacolari e inquietanti insieme. Le aurore, normalmente confinate alle alte latitudini, si spinsero a sud in modo impressionante. Come riassume la voce enciclopedica dedicata all'Evento di Carrington, nel nord-est degli Stati Uniti la luce dell'aurora era così intensa da consentire di leggere un giornale in piena notte; il fenomeno fu visto fino ai Caraibi, alle Hawaii, in Colombia, in Giappone, in Cina e in Nuova Zelanda. Secondo la NOAA, le aurore arrivarono a sud fino a Panama, in America Centrale.

Ma il dato più rivelatore riguarda l'unica infrastruttura elettrica allora esistente: il telegrafo. Le correnti indotte geomagneticamente percorsero migliaia di chilometri di fili telegrafici in Europa e in Nord America, mandando in tilt i sistemi. Si registrarono scintille, scariche elettriche sugli operatori e veri e propri incendi nelle stazioni. In alcuni casi accadde l'incredibile:

Diversi operatori telegrafici continuarono a trasmettere e ricevere messaggi anche dopo aver scollegato completamente le batterie, alimentati per quasi due ore dalla sola corrente generata dall'aurora lungo i fili.

È la dimostrazione fisica di quanto potente fosse il campo elettrico indotto da quella tempesta: bastava a far funzionare una rete senza alcuna fonte di energia artificiale.

Quanto fu eccezionale e quanto è raro

Per capire la portata dell'evento, gli scienziati hanno cercato tracce indirette nelle carote di ghiaccio, che conservano la firma chimica delle radiazioni solari. Le analisi suggeriscono che eventi di questa scala si verifichino in media solo ogni cinque secoli circa, mentre tempeste di intensità pari alla metà di quella del 1859 colpiscono la Terra all'incirca ogni 50 anni. Eventi ancora più estremi compaiono nei registri storici e nei dati del radiocarbonio attorno agli anni 774-775 d.C. e 993-994 d.C.

Il Sole, insomma, è capace di colpi ben più duri di quelli a cui siamo abituati nella vita di tutti i giorni. La buona notizia è che la Terra è schermata dal proprio campo magnetico; la cattiva è che la nostra tecnologia, oggi, è infinitamente più fragile di un filo telegrafico.

Cosa accadrebbe oggi: il rischio per reti e satelliti

Nel 1859 una tempesta del genere fece danni limitati semplicemente perché c'era poco da danneggiare. Oggi un evento di classe Carrington investirebbe una civiltà cablata di reti elettriche ad alta tensione, satelliti, GPS, telecomunicazioni e internet. Le stesse correnti geomagneticamente indotte che incendiarono i telegrafi potrebbero sovraccaricare i grandi trasformatori della rete elettrica, provocando blackout estesi a interi continenti e potenzialmente difficili da riparare in tempi brevi, vista la scarsità di trasformatori di ricambio.

I satelliti subirebbero danni all'elettronica e un aumento dell'attrito atmosferico che ne abbassa l'orbita; i segnali GPS e le comunicazioni radio verrebbero degradati. Le stime economiche di vari studi parlano di danni potenziali compresi tra alcune centinaia di miliardi e oltre 2.000 miliardi di dollari, con tempi di recupero di anni nei casi peggiori.

Non si tratta di fantascienza. Il 23 luglio 2012, come documentato dalla NASA, una CME di classe Carrington attraversò l'orbita terrestre: per nostra fortuna la Terra in quel punto era passata circa una settimana prima, e la nube colpì invece la sonda STEREO-A. Per questo agenzie come la NASA e la NOAA sorvegliano costantemente le macchie solari e le CME con satelliti dedicati, come il Deep Space Climate Observatory lanciato nel 2015, e la stessa NASA simula scenari di CME di classe Carrington per stimarne gli effetti. L'obiettivo è guadagnare quelle poche, preziose ore di preavviso che nel 1859 nessuno ebbe: il tempo per spegnere i sistemi più vulnerabili e proteggere ciò che oggi, a differenza di allora, non possiamo permetterci di perdere.