Osservati e ricostruiti in 3D i tubi di plasma della magnetosfera terrestre (da una studentessa)

“Da oltre 60 anni gli scienziati hanno ipotizzato l’esistenza di queste strutture ma non sono mai riusciti a vederle. Noi abbiamo fornito la prova concreta che ci sono veramente”, ha detto Cleo Loi, studentessa dell’ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics (CAASTRO) e della School of Physics presso l’Università di Sidney, in Australia.

“La loro scoperta è importante per le distorsioni indesiderate nei segnali, come ad esempio quelle che potrebbero colpire i nostri sistemi di navigazione satellitari civili e militari”, ha spiegato Loi.

Utilizzando il Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio formato da 128 antenne su una superficie di circa tre chilometri quadrati nel deserto australiano, Loi ha mappato grandi porzioni di cielo sfruttando la funzionalità snapshot (istantanee) del MWA per creare un filmato e catturare efficacemente i reali moti temporali del plasma.

Tuttavia, come accade per molte scoperte, tutto è avvenuto per caso.
“Il fatto divertente è che l’obiettivo scientifico originario del mio progetto non era studiare i fenomeni atmosferici”, ha raccontato Loi via mail ad Alive Universe Images. “Il mio obiettivo era studiare le radiosorgenti stellari, effettuando alcuni controlli iniziali su come la ionosfera potrebbe contribuire a generare errori nella misurazione della posizione e della luminosità delle stelle. Fu mentre analizzavo le distorsioni nei nostri dati che decisi, per eliminare gli errori, di tracciare la distribuzione dei vettori di distorsione. E’ così che ho scoperto le strutture tubolari, in un modo completamente fortuito”, ha spiegato. “E anche quando le avevo trovate, non avevo assolutamente idea di quello che stavo guardando dal momento in cui era oltre la mia conoscenza e quella degli altri accademici [del team], per lo più astronomi.”

“Ma solo dopo mesi di ricerca ci siamo imbattuti in una descrizione di strutture simili, chiamate ‘whistler ducts'”, letteralmente “condotti whistler”, strutture cilindriche allineate ad un campo magnetico con un contenuto di elettroni all’interno superiore rispetto a quello dell’ambiente circostante. Si ritiene che guidino la propagazione delle onde elettromagnetiche “whistlers”, segnali naturali costituiti da onde elettromagnetiche a bassa frequenza, generate anche dai fulmini, nello stesso modo in cui le fibre ottiche guidano la luce. I “whistler ducts” non erano mai stati osservati prima ma ogni loro proprietà era stata semplicemente dedotta, tranne una, ora nota grazie a questa ricerca, la loro altitudine.

Naturalmente, qualche diffidenza iniziale da parte dei colleghi era d’obbligo:
“Quando hanno visto i dati per la prima volta, molti collaboratori di alto livello hanno pensato che i risultati fossero letteralmente ‘troppo belli per essere veri’ e che il processo di osservazione avesse in qualche modo corrotto i dati. Ma nel corso dei mesi, Cleo è riuscita a convincerli che erano reali”, ha raccontato il supervisore di Loi, il Dr. Tara Murphy, sempre del CAASTRO e della School of Physics dell’l’Università di Sidney.