18 ottobre 1841. Nella stazione ferroviaria di Exeter, in Inghilterra, un treno con partenza prevista alle 22:05 rimane fermo per 16 minuti. A causare il ritardo è un’improvvisa anomalia del sistema telegrafico utilizzato dagli operatori per comunicare il “via libera” al transito dei treni. Per oltre un secolo, questo episodio, descritto in un articolo pubblicato nel 1871 su Nature, è stato considerato il più antico caso documentato di interferenza del meteo spaziale sulle infrastrutture tecnologiche umane.

Rappresentazione artistica di una tempesta solare in viaggio verso la Terra. Crediti: Nasa

Una nuova indagine condotta da un team di ricerca della Lancaster University ha ora dimostrato che la ricostruzione riportata in quella pubblicazione contiene un errore fondamentale: nel 1841 quella linea ferroviaria non esisteva ancora. Incrociando documenti d’archivio, orari d’epoca dei treni riportati nei giornali locali e registrazioni geomagnetiche, i ricercatori hanno scoperto che l’evento si verificò in realtà il 18 ottobre del 1848, esattamente sette anni dopo rispetto alla data riportata sulla rivista scientifica britannica, probabilmente a causa di un refuso tipografico. I risultati sono pubblicati nella rivista Space Weather.

La meteorologia spaziale studia le condizioni ambientali nello spazio vicino alla Terra, con particolare attenzione ai fenomeni generati dall’attività solare – come i brillamenti e le espulsioni di massa coronali – e ai loro effetti sul campo magnetico terrestre. Negli ultimi due secoli, l’impatto di questi fenomeni sulla società è cresciuto di pari passo con il progresso tecnologico e con lo sviluppo delle infrastrutture moderne. Per millenni, l’attività solare ha influenzato la Terra, manifestandosi soprattutto attraverso le spettacolari e innocue aurore polari. La nascita delle prime infrastrutture elettriche e di comunicazione nell’Ottocento ha però cambiato radicalmente questo scenario.

È celebre ed emblematico, in questo ambito, l’evento di Carrington-Hodgson del 1859, considerato una delle tempeste geomagnetiche più intense documentate nella letteratura scientifica. È stato associato al brillamento solare più potente mai registrato. Sebbene all’epoca la tempesta solare abbia causato diffuse interruzioni del funzionamento dei sistemi telegrafici elettrici, l’evento non fu il primo caso documentato di interferenza tra l’attività solare e le infrastrutture tecnologiche. Sulla base delle testimonianze storiche disponibili, fino a oggi si riteneva che il primato spettasse all’evento di Exeter del 1841. La nuova indagine condotta dal team di ricerca guidato da James A. Wild, ricercatore alla Lancaster University, ha però messo in luce numerose incongruenze.

La vicenda trae origine da un articolo anonimo pubblicato nel numero di Nature del 5 ottobre 1871. Secondo quanto riportato nel documento, la sera del 18 ottobre 1841 il treno espresso delle 22:05 in partenza da Exeter verso Starcross, nel sud-ovest dell’Inghilterra, sarebbe stato trattenuto per 16 minuti a causa di intense perturbazioni magnetiche che hanno impedito ai controllori di verificare se il binario fosse libero. Il racconto includeva perfino una nota del capostazione, convinto che «qualcuno stesse giocando uno scherzo agli strumenti, impedendo loro di funzionare».

Cronologia delle principali date comprese tra il 1835 e il 1875 rilevanti per l’indagine. Le voci evidenziate si riferiscono agli eventi più significativi per ricostruire il ritardo di 16 minuti del treno di Exeter, come descritto nell’articolo di Nature. I triangoli vuoti e pieni indicano, rispettivamente, i minimi e i massimi dell’attività solare. I minimi sono identificati con il numero del ciclo solare successivo. Crediti: James A. Wild, Space Weather, 2026

Come anticipato, se fosse veritiero, l’episodio rappresenterebbe il primo caso documentato di interferenza del meteo spaziale con un sistema tecnologico. Tuttavia, il riesame della documentazione storica da parte del gruppo di ricerca ha dimostrato che la data riportata nell’articolo è errata.

«Questa ricerca evidenzia che il meteo spaziale non è una minaccia nuova, ma un rischio naturale presente da molto tempo», dice Jim Wild, ricercatore alla Lancaster University e primo autore dello studio. «La società sperimenta gli effetti della meteorologia spaziale sulla tecnologia fin dall’epoca in cui esistono le tecnologie elettriche. Il ritardo del treno a Exeter è una vicenda affascinante, perché si colloca proprio nel momento in cui le tecnologie emergenti cominciarono a confrontarsi con le condizioni dell’ambiente spaziale. Combinando documenti d’archivio e osservazioni scientifiche, siamo riusciti a dimostrare che l’evento si verificò quasi certamente nel 1848, anziché nel 1841».

Vediamo più nel dettaglio come si è arrivati a questa conclusione. Il primo indizio è emerso dai documenti relativi alla costruzione della linea ferroviaria. La ferrovia che collegava le cittadine di Exeter e Plymouth, spiegano i ricercatori, fu originariamente costruita e gestita dalla South Devon Railway Company. All’epoca della sua costruzione, la linea impiegava un innovativo sistema di propulsione che utilizzava aria compressa per spingere i treni. Dalle indagini documentali, risulta che la legge del Parlamento per la costruzione della ferrovia ottenne l’approvazione solo nel luglio del 1844 (South Devon Railway Act, 1844). Inoltre, la ferrovia fu costruita a tappe: il primo tratto della linea, tra la città di Exeter e la cittadina di Teignmouth, fu inaugurato e aperto al pubblico il 30 maggio del 1846. Nel 1841, dunque, la linea non esisteva e nessun treno avrebbe potuto percorrerla. Il treno citato nella pubblicazione non avrebbe potuto circolare in quell’anno. Pertanto, l’articolo di Nature non può essere accurato.

Un’ulteriore conferma che l’evento non si è verificato nel 1841 arriva dall’analisi degli orari ferroviari. Per risalire alla data corretta, i ricercatori hanno infatti consultato i quadri orari pubblicati sui quotidiani locali dell’epoca, individuando un’incongruenza nella datazione originaria. Le 22:05 erano infatti l’orario di partenza del treno serale da Exeter verso Starcross solo in un intervallo temporale ben preciso, compreso tra l’11 marzo 1848 e il 26 luglio 1849.

Ma è dall’esame dei magnetogrammi d’epoca dell’Osservatorio di Greenwich che emerge la prova decisiva della data effettiva dell’evento. Esaminati dai ricercatori, i tracciati rivelano una violenta tempesta geomagnetica proprio nella fascia oraria compresa tra le 22:00 e le 22:20, ora locale, del 18 ottobre 1848. I taccuini dell’astronomo e matematico Temple Chevallier, custoditi dalla Royal Astronomical Society, documentano che, nello stesso giorno, lo scienziato osservò e disegnò un imponente gruppo di macchie solari situato sotto l’equatore solare. Nelle stesse settimane, inoltre, diversi quotidiani riferirono di aurore boreali visibili in tutta Europa, compresa l’Italia, dove il fisico Carlo Matteucci registrò interruzioni delle comunicazioni telegrafiche tra Firenze e Pisa.

Utilizzando le informazioni contestuali e gli orari ferroviari per circoscrivere l’indagine a un periodo di quattro mesi del 1848, i ricercatori hanno individuato osservazioni solari, registrazioni geomagnetiche e testimonianze riportate dalla stampa dell’epoca che indicano un periodo di intensa attività meteorologica spaziale nel Regno Unito intorno al 18 ottobre 1848. Data, questa, che corrisponde esattamente al giorno e al mese indicati nell’articolo di Nature, ma sette anni più tardi. Tutte queste evidenze porterebbero a concludere che l’evento di Exeter non si verificò nel 1841, bensì nel 1848. Secondo gli autori dello studio, la data riportata nell’articolo di Nature sarebbe frutto di un refuso tipografico nel testo originale, che trasformò il “1848” in “1841”. Un errore non raro nelle pubblicazioni dell’epoca.

La rettifica della data dell’episodio di Exeter modifica la cronologia del primo caso documentato di interferenza tra la meteorologia spaziale e la tecnologia. Il primato passa ora a un evento del 19 marzo 1847 –  descritto da William Henry Barlow nella rivista Philosophical Transactions of the Royal Society, nel numero 139 del 1849 –  durante il quale le perturbazioni geomagnetiche bloccarono il sistema telegrafico della Midland Railway nei pressi di Derby, in Inghilterra. Ciononostante, l’episodio di Exeter rimane uno dei più antichi esempi conosciuti degli effetti della meteorologia spaziale sulle infrastrutture tecnologiche, verificatosi oltre un decennio prima del celebre evento di Carrington del 1859, che provocò diffuse interruzioni dei sistemi telegrafici.

Questo studio evidenzia l’importanza di utilizzare un’ampia varietà di fonti documentali e bibliografiche per valutare e confrontare le testimonianze storiche sugli eventi di meteorologia spaziale e sui loro effetti sulla società, concludono i ricercatori. Nei casi in cui la letteratura scientifica dell’epoca si è rivelata poco attendibile – e non mancano gli esempi – le testimonianze  pubblicate sui giornali locali dell’epoca si sono dimostrate preziosissime, soprattutto se confrontate con le osservazioni scientifiche conservate negli archivi.

Per saperne di più:

• Leggi su Space Weather l’articolo “Did Space Weather Delay the 10:05 p.m. Train Departure From Exeter on 18 October 1841?” di James A. Wild, Ciaran D. Beggan, David H. Boteler, William B. Cade III, Brett A. Cartere  Michael Hapgood

Una chiave di violino cosmica è al centro della nuova immagine composita rilasciata dall’osservatorio a raggi X Chandra della Nasa. A disegnarne la forma del caratteristico simbolo musicale sono le onde radio osservate da Lofar (Low Frequency Array), una rete di decine di migliaia di antenne distribuite in Europa, mentre i raggi X dei telescopi spaziali Chandra ed eRosita rivelano il gas caldo dell’ammasso di galassie che la ospita. Completano l’immagine le osservazioni nell’infrarosso.

La radiosorgente Treble Clef. Crediti: Raggi X: Nasa/Cxc/Inaf-Ira/A. Botteon et al.; Infrarosso: Ukidss-Gps; Radio: Astron/Lofar; Elaborazione dell’immagine: Nasa/Cxc/Sao/N. Wolk

La nuova immagine composita si basa sulle osservazioni analizzate nello studio pubblicato recentemente su Astronomy & Astrophysics e guidato da Andrea Botteon, con Marisa Brienza come seconda autrice, entrambi dell’Istituto di radioastronomia (Ira) dell’Inaf di Bologna. Il lavoro è firmato da un gruppo internazionale e comprende anche contributi di altri membri dell’Ira e dell’Istituto di astrofisica spaziale e fisica cosmica dell’Inaf di Milano.

Il lavoro combina dati radio delle survey Lofar LoTss-Dr3 e LoLss-Dr2, quest’ultima di prossima pubblicazione, con nuove osservazioni del radiotelescopio indiano uGmrt e nei raggi X di Chandra. A questi si aggiungono dati nei raggi X di eRosita e nel vicino infrarosso di UkIrt, alle Hawaii. Il gruppo ha così caratterizzato per la prima volta l’ammasso che ospita la radiosorgente e ha indagato l’origine di quest’ultima, soprannominata Treble Clef, “chiave di violino”, appunto.

Operazione non facile questa, a causa della sua posizione: la sorgente si trova in una direzione in cui il nostro sguardo attraversa il disco della Via Lattea: stelle, gas e polveri presenti lungo questa linea di vista ostacolano fortemente le osservazioni dalla Terra e in particolare nella luce visibile. È stato quindi fondamentale combinare le osservazioni radio della sorgente con quelle spaziali nell’infrarosso, utili a individuare le galassie dell’ammasso, e nei raggi X, che ne rivelano il gas caldo.

Chandra e il telescopio tedesco per raggi X eRosita (Extended Röntgen Survey with an Imaging Telescope Array) hanno rilevato gas caldo e diffuso in corrispondenza della Treble Clef, confermandone l’associazione con un ammasso di galassie. L’analisi ha inoltre stabilito che il sistema è in realtà composto da due ammassi in fase di fusione (merging). Gli ammassi di galassie sono tra le più grandi strutture dell’universo: possono contenere centinaia o migliaia di galassie e immense riserve di gas a temperature di milioni di gradi.

La nuova immagine composita mostra in blu il gas a temperature di milioni di gradi rilevato nei raggi X dai telescopi spaziali Chandra ed eRosita. Una parte dei dati di Chandra è stata elaborata con una tecnica specifica per mettere in risalto alcune caratteristiche dell’emissione. In rosso sono invece rappresentate le osservazioni radio di Lofar. Completano l’immagine, i dati nell’infrarosso dello United Kingdom Infrared Telescope, rappresentati prevalentemente in bianco.

Andrea Botteon e Marisa Brienza dell’Istituto di Radioastronomia (Ira) dell’Inaf di Bologna

L’indagine è partita proprio dall’insolita struttura radio della sorgente. «Mentre esaminavamo i dati della survey LoTss-Dr3, ha attirato la nostra attenzione una sorgente brillante e ricca di filamenti», racconta Andrea Botteon. «Comprenderne l’origine, però, era difficile perché mancavano osservazioni complementari. Il primo passo è stato quindi proporre nuove osservazioni con il radiotelescopio uGmrt. La proposta è stata accettata e i nuovi dati hanno mostrato che l’emissione radio diminuisce rapidamente al crescere della frequenza: una caratteristica che descriviamo come uno spettro radio ripido. Insieme alla sua forma particolare, questo suggeriva che la sorgente fosse una “fenice radio” in un ammasso di galassie, un’interpretazione che abbiamo confermato analizzando nuove osservazioni nei raggi X».

Il nome “fenice radio” richiama un’emissione che torna a brillare dopo essersi affievolita. Secondo lo scenario proposto nello studio, la Treble Clef si sarebbe infatti formata in due fasi. Inizialmente, un buco nero supermassiccio, probabilmente ospitato nella galassia più brillante dell’ammasso, avrebbe espulso plasma a velocità prossime a quella della luce. Le particelle cariche del plasma, muovendosi nei campi magnetici, avrebbero prodotto emissione radio di sincrotrone, poi affievolitasi man mano che perdevano energia.

Successivamente, la collisione dell’ammasso che ospita la sorgente con un altro ammasso di galassie avrebbe “ravvivato” l’emissione radio, fornendo nuova energia alle particelle e/o amplificando i campi magnetici. Anche le onde d’urto generate dalla collisione — simili a quelle che producono i boati degli aerei supersonici — potrebbero aver contribuito a questo processo.

Per cercare indizi della collisione, il gruppo ha analizzato le irregolarità nella distribuzione del gas caldo osservato da Chandra. Dall’immagine nei raggi X è stato sottratto un modello ovale e simmetrico che descrive la distribuzione della maggior parte del gas dell’ammasso. Nell’immagine residua emergono così due zone di emissione più intensa, a sinistra e a destra di una regione centrale più debole. Questa disposizione suggerisce che la collisione sia avvenuta prevalentemente lungo la direzione destra-sinistra nell’immagine. Secondo lo scenario proposto, lo scontro tra i due ammassi risalirebbe a qualche centinaio di milioni di anni fa e i due sistemi starebbero ora allontanandosi l’uno dall’altro.

Se le osservazioni permettono di ricostruire la storia fisica della sorgente, la sua forma lascia spazio anche all’immaginazione. La chiave di violino che le ha dato il soprannome non è l’unica figura riconoscibile: nella stessa struttura radio si può intravedere anche un drago gallese visto di profilo. Entrambe le somiglianze sono esempi di pareidolia, il fenomeno che ci porta a riconoscere figure familiari in ciò che osserviamo.

Per saperne di più:

• Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “The Treble Clef radio phoenix and its old nonthermal filaments”, di A. Botteon, M. Brienza, K. Rajpurohit, N. Lyskova, E. Churazov, I. Khabibullin, T. Pasini, E. O’Sullivan, G. Brunetti, F. De Gasperin, E. De Rubeis, F. Gastaldello, D. N. Hoang, R. Kraft, G. Schellenberger, R. Sunyaev, R. J. van Weeren e F. Vazza

Gli ammassi stellari sono sistemi dinamici estremamente complessi e affascinanti. Cosa li rende così complicati? Innanzitutto, l’evoluzione sia dinamica sia fisica delle loro stelle. Stelle di massa diversa hanno tempi di vita differenti: quelle più massicce possono terminare la propria evoluzione esplodendo come supernove, mentre quelle di piccola massa stanno ancora evolvendo verso la “maturità” della sequenza principale. Inoltre, le stelle si muovono rapidamente all’interno dell’ammasso scambiando energia, precipitando verso il centro o “evaporando” man mano che si allontanano. A complicare il quadro interviene l’interazione tra gli ammassi e il loro ambiente circostante: altri ammassi stellari, nebulose e l’intera Via Lattea con il suo potenziale gravitazionale.

Distribuzione delle stelle di Westerlund 1 analizzate nello studio in uscita su A&A. Nel grafico si distinguono quelle ancora legate all’ammasso e quelle non legate, nonché la direzione di espansione e del moto di Westerlund 1, su un’immagine in medio infrarosso ottenuta dal satellite Wise. Le linee mostrano la configurazione del potenziale gravitazionale della Via Lattea. Crediti: L. Prisinzano et al., A&A, 2026

Tutto questo lascia impronte indelebili nella configurazione spaziale e dinamica che osserviamo oggi negli ammassi. Impronte che in questi anni siamo in grado di analizzare con grande precisione grazie al satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea. Il catalogo di osservazioni di Gaia contiene infatti informazioni accurate sulla posizione e sulla dinamica delle stelle, integrate da dati spettroscopici che permettono di risalire alla natura delle stelle. Analizzati con cura, i dati di Gaia permettono di ottenere un quadro completo della struttura e della dinamica degli ammassi e delle singole stelle che li compongono.

Un team di ricercatori guidato dall’astrofisica Loredana Prisinzano dell’Inaf di Palermo ha analizzato i dati di Gaia relativi alle stelle nella regione del superammasso Westerlund 1, oggetto del progetto Ewocs, guidato da Mario Guarcello. I ricercatori hanno isolato un campione di 559 stelle dell’ammasso con massa superiore a sette masse solari.

Queste stelle formano due gruppi cinematici distinti: 421 stelle sono ancora gravitazionalmente legate al nucleo dell’ammasso, mentre 103 se ne stanno allontanando (tra cui 14 “walk-away stars” con una velocità di allontanamento maggiore delle altre). I due gruppi si muovono con velocità diverse: la dispersione delle loro velocità è di circa 5 km/s per il primo gruppo e di 10-14 km/s per il secondo.

Loredana Prisinzano (Inaf Oa Palermo), prima autrice dello studio in uscita su A&A

L’espansione dell’ammasso è asimmetrica, come già dimostrato in altri studi pubblicati di recente. Tuttavia, l’analisi dei dati di Gaia ha permesso di stabilire che la regione esterna di Westerlund 1 è allungata in direzione perpendicolare al piano della Via Lattea, subendo una distorsione probabilmente causata dalle forze mareali della nostra galassia. Inoltre, il suo tempo di espansione cinematica (2.08 milioni di anni) corrisponde al momento in cui Westerlund 1 ha attraversato il piano galattico (2.1 milioni di anni fa). Tra i diversi fattori che potrebbero spiegare tale evoluzione dinamica, questa coincidenza temporale suggerisce una possibile conseguenza dell’interazione avvenuta circa due milioni di anni fa tra Westerlund 1 e la materia (stelle e nebulose) che popola il piano della Via Lattea.

«Questo studio è la dimostrazione lampante di come il satellite Gaia sia una vera e propria “macchina da guerra” per lo studio dei moti propri stellari», dice Prisinzano, «e Westerlund 1 ne rappresenta un banco di prova estremo. Situato a oltre 13mila anni luce di distanza e pesantemente oscurato dalle polveri interstellari, è un oggetto per il quale le parallassi misurate da Gaia presentano incertezze troppo elevate per fornire distanze precise. Tuttavia, la qualità dei moti propri rimane impressionante. È proprio grazie a queste piccolissime incertezze nei movimenti trasversali delle stelle che abbiamo potuto identificare i membri dell’ammasso e condurre un’analisi cinematica estremamente accurata. Questo ci ha permesso di svelare non solo le complesse dinamiche di espansione e distorsione di questo superammasso, ma anche di trovare prove evidenti di un processo di dissoluzione in atto».

Per saperne di più:

• Leggi il preprint dell’articolo in uscita su Astronomy & Astrophysics “EWOCS-XI: Anisotropic expansion and shear in the cluster Westerlund 1. A 2D kinematic analysis with Gaia DR3”, di L. Prisinzano, F. Damiani, C. Ordenes-Huanca, M. Tarantino, S. Sciortino, N.J. Wright, V. Almendros-Abad, M. Andersen, A. Bayo, R. Bonito, V. Cusimano, M. Haberle, K. Mužic, I. Negueruela, E. Sabbi, A. Winter e M.G. Guarcello