Uno degli obiettivi principali della meteorologia spaziale è quello di prevedere l’impatto dell’attività solare sulla magnetosfera terrestre. Nel corso della loro propagazione dal Sole alla Terra le eruzioni solari interagiscono col plasma circostante (il mezzo interplanetario) subendo progressive accelerazioni, distorsioni, deflessioni etc… che alla fine ne modificano non solo il tempo di arrivo a 1 UA, ma anche la struttura del campo magnetico associato e quindi la loro interazione con la magnetosfera terrestre ed infine la loro capacità di indurre tempeste geomagnetiche. Date le scarse informazioni a disposizione (ci sono solo poche sonde che misurano in tempo reale lo stato del mezzo interplanetario, tra cui la sonda Solar Orbiter dall’ESA), è necessario ricorrere a modelli numerici MHD che permettano di ricostruire dal Sole alla Terra la distribuzione dei plasmi e del campo magnetico sul piano dell’eclittica (la cosiddetta spirale di Parker). Allo stato attuale il modello più avanzato che fornisce ricostruzioni in tempo reale è il modello WSA-ENLIL della NOAA , mentre in Europa un modello analogo chiamato EUHFORIA è stato sviluppato dal CPA-Leuven in Belgio.
Adesso, una prima versione di un modello tutto italiano denominato RIMAP è stata sviluppata in una collaborazione tra l’INAF-Torino, l’Università di Torino, e l’Università di Palermo. La novità principale di RIMAP (Reverse In situ and MHD APproach) consiste nell’idea di utilizzare per la ricostruzione proprio le misure in situ che vengono da diverse sonde (al momento ACE).
Queste misure acquisite a 1 UA, vengono prima “rimappate” (da cui il nome del modello) fino al boundary interno della simulazione (posto a 0.1 UA), ed il plasma viene quindi ripropagato dall’interno verso l’esterno con una simulazione MHD basata sul codice PLUTO sviluppato dall’Università di Torino. In questo modo RIMAP riesce a ricostruire la distribuzione dei plasmi del mezzo interplanetario da 0.1 fino a 1.1 UA (e potenzialmente anche oltre questa distanza) mantenendo anche un ottimo accordo con le osservazioni in situ.
Uno dei limiti principali infatti dei modelli attualmente esistenti come ENLIL e EUHFORIA (che partono dalle misure di campo magnetico fotosferico) è proprio la limitata capacità di ricreare le condizioni del plasma effettivamente misurato a 1 UA.
Inoltre, i modelli esistenti sono in grado di ricostruire l’alternanza di fasci di vento solare lento e veloce solo a scale spaziali/temporali molto grandi, mentre RIMAP riesce a catturare strutture a scale più piccole nella spirale di Parker, fornendo quindi una ricostruzione più fedele delle condizioni stazionarie tipiche del mezzo interplanetario. Queste ricostruzioni saranno adesso utilizzate come ambiente per la propagazione delle eruzioni solari ed il possibile miglioramento delle previsioni del loro tempo di arrivo a 1 UA.
Una versione a bassa risoluzione di RIMAP è attualmente in funzione in tempo reale sul portale del progetto SWELTO . Per i dettagli del modello si rimanda all’articolo appena pubblicato sulla rivista Journal of Space Weather & Space Climate.
Fig. 1: confronto tra le strutture di plasma della spirale di Parker ricostruite dal modello ENLIL (colonna di sinistra) e RIMAP (colonna di destra) per lo stesso periodo di osservazione (gennaio 2018) – da Biondo et al., JSWSC, 11, 7, 2021.
Fig. 2: Uno screenshot del portale SWELTO per la distribuzione in tempo reale dei risultati dell’analisi dati.
