Refilling della Plasmasfera Terrestre dopo la Tempesta Geomagnetica del 1 Giugno 2013

A cura di Alfredo Del Corpo
La Terra è circondata da un toro di plasma di bassa energia (E ~1 eV), la plasmasfera, che si estende dal bordo superiore della ionosfera (E ~ 1000 km) fino a 4-6 raggi terrestri. La plasmasfera è la principale fonte della massa del plasma circumterrestre e gioca un ruolo fondamentale nel complesso contesto delle interazioni Sole--Terra, cambiando continuamente la sua configurazione in risposta ai disturbi geomagnetici. In particolare, durante una tempesta geomagnetica, la plasmasfera perde i suoi strati più esterni i quali vengono recuperati nel periodo successivo grazie ad un processo diffusivo di refilling dalla ionosfera.
In questo lavoro abbiamo investigato la dinamica plasmasferica e l'accoppiamento ionosfera--plasmasfera concentrandoci sul processo di refilling avvenuto a seguito della tempesta geomagnetica del 1 giugno 2013.
Lo studio è stato effettuato attraverso l'analisi della densità di massa del plasma equatoriale stimata indirettamente a partire dall'osservazione delle frequenze di risonanza delle linee di forza del campo geomagnetico. Le frequenze di risonanza sono state ricavate attraverso l'analisi di segnali registrati simultaneamente da coppie di stazioni della rete di magnetometri EMMA (European quasi-Meridional Magnetometer Array).
Sono stati stimati i tassi di variazione della densità di massa del plasma sia su base giornaliera che sul lungo periodo. Durante la fase principale della tempesta geomagnetica la plasmasfera è stata erosa al ritmo di almeno ~ 3.5 raggi terrestri al giorno, mentre la successiva espansione è avvenuta più lentamente, ad un ritmo di ~ 0.4 raggi terrestri al giorno. Utilizzando un approccio innovativo basato su opportuni fit dei profili radiali della densità di massa del plasma, è stata investigata la dipendenza radiale del refilling; i risultati supportano l'idea che durante la fase di recupero di una tempesta, nelle regioni immediatamente esterne alla plasmasfera il processo di refilling sia più efficiente.