Una nuvola magnetica (MC) è definita come un tipo speciale di espulsione di massa coronale (CME) che si verifica dalla superficie del Sole o un evento che precede o segue immediatamente una CME e il suo flusso solare di particelle cariche. Avvolge la Terra mentre si espande in una forma toroidale, o simile a una ciambella, con un lato del toro centrato sul Sole e l’altro che racchiude una vasta regione di spazio immediatamente all’interno dell’orbita della Terra. Lo spazio all’interno di una nuvola magnetica è una regione di flusso magnetico in cui avviene una rotazione su larga scala del campo magnetico terrestre. La rotazione del campo di una nuvola magnetica è stata proiettata a partire dal 1981 per essere almeno 0.25 unità astronomiche (AU) fino a 1 AU di dimensione, con la Terra stessa a 1 AU di distanza dal Sole.
La presenza di nubi magnetiche simili a condizioni meteorologiche spaziali può avere impatti significativi sulla Terra sia perché possono causare tempeste nella magnetosfera terrestre sia perché si verificano abbastanza frequentemente. Esempi dell’evento della nuvola magnetica sono stati registrati almeno 106 volte tra febbraio 1995 e novembre 2007, con 16 casi verificatisi solo nel 1997. Tipicamente, ogni evento dura per un periodo inferiore a un giorno ed è orientato in una direzione magnetica da sud a nord.
Mentre una nuvola magnetica mostra una temperatura protonica relativamente bassa, può causare disturbi sia nella magnetosfera che nella ionosfera della Terra. Questi disturbi possono cambiare la natura dei display dell’aurora, nonché interrompere il funzionamento dei satelliti, dei sistemi di comunicazione basati su di essi e delle reti elettriche. Mentre il vento solare dal Sole è abbastanza costante, un CME è un evento speciale nel vento solare in cui enormi quantità di plasma ed energia magnetica vengono espulse dal Sole a velocità che possono raggiungere fino a 2,236,936 miglia all’ora (1,000 chilometri al secondo ). Tali eventi sono spesso seguiti da nuvole magnetiche, note anche come corde di flusso magnetico per la loro forma e comportamento.
Una nuvola magnetica può precedere o seguire una CME di diverse ore o più nelle osservazioni. Una differenza tra i due eventi, tuttavia, è che le linee del campo magnetico in una nuvola magnetica rimangono collegate al Sole mentre i flussi di particelle CME no. La forza della linea di campo della nuvola si indebolisce con la sua crescente distanza dal Sole, sebbene le linee di forza magnetica diventino più contorte nella regione dello spazio vicino alla Terra. L’onda d’urto magnetica attraversata dalla Terra può durare da 10 a 20 ore o pochi giorni. A causa di questa lunga durata e delle deviazioni nell’orientamento del vento solare causate dalla nuvola magnetica e dagli eventi CME, l’attività può essere prevista in anticipo con un preavviso massimo di un giorno prima che diventi evidente.
Poiché quasi un terzo di tutti gli eventi CME è legato al verificarsi di una nuvola magnetica, la ricerca scientifica sul fenomeno è in corso da molti decenni. Diversi veicoli spaziali lanciati dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) negli Stati Uniti sono stati impegnati nel rilevamento di nubi magnetiche e altre attività solari, tra cui l’Advanced Composition Explorer (ACE) lanciato nel 1997 e il Comprehensive Solar Wind Laboratory (WIND) lanciato nel 1994. I veicoli spaziali più vecchi sono stati utilizzati anche per monitorare eventi di nubi magnetiche come l’Interplanetary Monitoring Platform 8 (IMP 8) lanciata nel 1973 e l’International Sun-Earth Explorer 3 (ISEE 3), un gruppo di tre satelliti utilizzati per studiando la magnetosfera che sono stati lanciati tra il 1977 e il 1982. Il terzo dei satelliti ISEE è stato ritirato nel 1985, tuttavia, quando è stato utilizzato per volare attraverso la coda della cometa in arrivo, P/Giacobini-Zinner, per l’osservazione ravvicinata.