Vincenzo Ferraro: Pioniere della Magnetoidrodinamica e dell’Studio del Plasma in Coelum Astronomia

Segnaliamo l’articolo apparso sulla rivista Coelum dedicato a Vincenzo Ferraro, a firma di Clementina Sasso, che sottolinea l’importanza delle ricerche fatte in Penisola Sorrentina. https://www.academia.edu/124478282/Libro_vincenzo_ferraro 

Un omaggio significativo a Vincenzo Ferraro, figura cruciale nell’ambito della magnetoidrodinamica e della ricerca sul plasma, è stato recentemente pubblicato nell’edizione di gennaio 2025 di Coelum Astronomia (n° 272), a firma di Clementina Sasso. L’articolo, che appare nella rubrica Hanc Marginis, celebra la straordinaria carriera e le intuizioni scientifiche di Ferraro, un innovatore il cui lavoro ha profondamente influenzato la comprensione delle tempeste geomagnetiche e delle aurore polari.

Ferraro, grazie alle sue ricerche, ha reso possibili progressi significativi nell’interpretazione dei fenomeni legati ai campi magnetici e al comportamento dei plasmi, due aree fondamentali per il progresso della fisica moderna. Le sue scoperte hanno avuto un impatto duraturo sulle scienze spaziali, in particolare nello studio delle interazioni tra il vento solare e il campo magnetico terrestre, contribuendo a delineare meglio le dinamiche delle tempeste geomagnetiche e a spiegare i fenomeni luminosi delle aurore polari.

L’articolo di Clementina Sasso ci guida attraverso un viaggio nel tempo, ripercorrendo non solo le tappe salienti della carriera di Ferraro, ma anche l’influenza che il suo lavoro ha avuto sullo sviluppo della magnetoidrodinamica, una disciplina che studia il comportamento dei fluidi conduttori in presenza di campi magnetici. Ferraro è riconosciuto come una delle figure fondatrici di questa disciplina, la cui applicazione va ben oltre la geofisica, comprendendo anche la fisica dei plasmi, l’astrofisica e la fusione nucleare.

L’articolo sottolinea anche l’importanza del suo contributo accademico e della sua carriera presso il Queen Mary College di Londra, dove Ferraro ha ricoperto ruoli di grande responsabilità, tra cui quello di Direttore del Dipartimento di Matematica. Durante il suo periodo al Queen Mary College, Ferraro è stato riconosciuto per la sua abilità organizzativa e per il suo entusiasmo nel promuovere la scienza. Il suo impegno ha portato a un significativo ampliamento del dipartimento, che è passato da un piccolo gruppo di sei membri a un personale scientifico di ben 25 membri.

Un aspetto interessante dell’articolo è il riferimento ad alcune lettere personali di Ferraro, tra cui una scritta nel 1952 al professor Robinson, vice Direttore del Queen Mary College, in cui esprime il desiderio di tornare a Londra, nonostante si trovasse in una posizione promettente all’Università di Exeter. L’articolo include anche un carteggio tra Ferraro e il premio Nobel per la Fisica Subrahmanyan Chandrasekhar, che lo invitava a unirsi alla University of Chicago per un periodo di insegnamento. Le lettere rivelano non solo la visione e la determinazione di Ferraro, ma anche l’alto rispetto che la comunità scientifica aveva per lui, come testimoniato dalla fiducia riposta nelle sue capacità di rappresentare la scienza inglese all’estero.

Ferraro, dunque, non solo ha contribuito in modo decisivo al progresso della ricerca scientifica, ma ha anche svolto un ruolo fondamentale nella crescita e nello sviluppo delle strutture accademiche a lui affidate. La sua eredità rimane viva, ispirando ancora oggi nuove generazioni di scienziati.

Questo tributo a Vincenzo Ferraro, che si affianca alle celebrazioni per il suo contributo alla scienza, rappresenta un doveroso riconoscimento a una delle figure più influenti nel campo della fisica e della matematica applicata, il cui lavoro continua a rivelare nuove possibilità e prospettive per la scienza moderna.

Vincenzo Ferraro: il pioniere della magnetoidrodinamica e la sua eredità nella fisica della
magnetosfera di clementina sasso

Il Prof. Vincenzo Ferraro
Tra i grandi innovatori del XX secolo nella fisica dello spazio, Vincenzo Consolato Antonino
Ferraro occupa un posto d’onore. La sua figura, tanto discreta quanto straordinaria, ha segnato
un momento cruciale nello studio del plasma e dei campi magnetici, aprendo nuovi orizzonti per
la comprensione dei fenomeni solari e delle loro interazioni con la Terra. Le sue intuizioni
pionieristiche nella magnetoidrodinamica (MHD) – la scienza che studia il comportamento dei
fluidi ionizzati in presenza di campi magnetici – quando questa materia non esisteva ancora,
hanno fornito risposte decisive su processi come le tempeste geomagnetiche, le aurore polari e
la dinamica della magnetosfera terrestre. Oggi, a cinquant’anni dalla sua scomparsa, il suo
lascito continua a ispirare generazioni di ricercatori e a guidare missioni spaziali all’avanguardia.
Ma chi era Vincenzo Ferraro? Per comprendere l’uomo dietro lo scienziato, dobbiamo partire
dalle sue radici, quelle di una famiglia italiana forgiata dalla determinazione e dalla luce della
conoscenza.
La famiglia Ferraro affonda le sue radici nell’isola di Capri, ma nell’Ottocento si stabilì nella
Penisola Sorrentina, dove gli antenati di Vincenzo lavorarono presso l’Hotel Cocumella di
Sant’Agnello. Fu proprio in questo scenario, sospeso tra mare e tradizione, che nacque lo
spirito tenace che avrebbe caratterizzato i Ferraro. Suo padre, Filippo Ferraro, partì
giovanissimo per Londra, lasciando l’Italia con il fratello Gustavo. Aveva solo 14 anni quando
iniziò la sua avventura oltremanica, fatta di difficoltà e sacrifici. La sua determinazione, però, lo
portò a diventare una figura di successo: fu per vent’anni direttore del celebre Ritz Hotel di
Londra e tra i collaboratori più stimati della Casa Reale inglese. Organizzò eventi memorabili,

tra cui la sontuosa festa di fidanzamento della futura Regina Elisabetta II con il principe Filippo
nel 1947. Giunto alla pensione, Filippo decise di raccontare la sua storia in un’autobiografia
intitolata From the Candlelight to Flashlight. Quest’opera, tradotta in italiano nel 2019 dal prof.
Nello Falcone con il titolo Dalla penombra alla luce, è un viaggio intimo attraverso le sue radici,
le sfide affrontate e le sue passioni per la pittura e la recitazione. Oggi, il titolo di quel libro
sembra intrecciarsi simbolicamente con la figura di suo figlio Vincenzo Ferraro che ha saputo
illuminare gli angoli più oscuri della fisica solare e spaziale, gettando luce su fenomeni che un
tempo erano avvolti nel mistero. Non a caso, gli eventi e i premi a lui dedicati rappresentano un
ponte ideale tra la storia di una famiglia tenace e il futuro della ricerca scientifica, celebrando
quella stessa luce – concreta e metaforica – che ha guidato due generazioni, dal padre al figlio,
verso l’eccellenza: dall’oscurità dell’ignoto alla luce della conoscenza scientifica.
Vincenzo Ferraro nacque a Londra nel 1907 e mostrò fin da giovane un talento straordinario per
la matematica e la fisica, discipline in cui avrebbe eccelso grazie a dedizione e rigore. La sua
carriera si sviluppò in un momento cruciale per la fisica, quando l’astrofisica iniziava a
intersecare il mondo della matematica applicata e della fisica del plasma. Nel 1929, a soli 22
anni, si laureò all’Imperial College di Londra con una tesi sulla teoria dell’aurora, ricevendo il
prestigioso riconoscimento “First Class Honors”. L’anno successivo completò il dottorato in
matematica applicata presso l’University of London, focalizzandosi sullo studio delle tempeste
magnetiche e delle aurore. Questa prima ricerca fu il preludio di una carriera brillante, che lo
avrebbe portato a collaborare con le menti più brillanti dell’epoca. Un momento chiave della
carriera di Ferraro fu, infatti, la collaborazione con Sydney Chapman, uno dei padri fondatori
della geofisica moderna. Insieme svilupparono la teoria Chapman-Ferraro, introducendo
concetti che ancora oggi definiscono il nostro modo di studiare l’interazione tra vento solare e
magnetosfera terrestre.
Ancora studente, infatti, nel 1930, divenne coautore di questa teoria che si basa sull’intuizione
che il flusso di plasma solare, emesso dal Sole durante i brillamenti, una volta in contatto con la
magnetosfera terrestre, si comporta come un fluido perfettamente conduttore. L’interazione del
flusso con la magnetosfera terrestre comprime le linee del campo geomagnetico in maniera tale
da formare una cavità magnetosferica temporanea nella superficie anteriore del flusso: un
concetto rivoluzionario che anticipava di decenni la nascita della magnetoidrodinamica.
Nonostante questa disciplina, infatti, non esistesse ancora formalmente nel 1930, i due autori
riuscirono a dimostrare analiticamente la loro idea, fornendo strumenti fondamentali per lo
studio dei plasmi spaziali. La cavità oggi è denominata magnetosfera e valutarono anche il
confine della cavità, quella che oggi chiamiamo la magnetopausa, che sarebbe stata a 5 raggi
terrestri. Visto che a quel tempo non si conosceva l’esistenza del vento solare ma si pensava
che la spazio tra la Terra e il Sole fosse vuoto tranne che per questi flussi espulsi violentemente
dal Sole, il risultato trovato è notevolmente vicino al valore che conosciamo oggi intorno ai 10
raggi terrestri. In particolare, il contributo di Ferraro da matematico fu quello di fornire un
procedimento analitico che dimostrò come il flusso solare dovesse essere ionizzato ma
completamente neutro, con la stessa velocità per gli ioni e per gli elettroni. Per comprendere
quanto questo lavoro fosse rivoluzionario, è importante ricordare che, all’epoca, non era ancora
stata dimostrata la connessione tra il Sole e le tempeste geomagnetiche, responsabili delle
aurore polari. Tuttavia, Chapman e Ferraro erano fermamente convinti di questa relazione,

anche grazie a diverse coincidenze osservate tra i fenomeni eruttivi solari e le tempeste
geomagnetiche.

La cavità Chapman-Ferraro, figura tratta dal volume Geomagnetism, di Sydney Chapman e
Julius Bartels, Clarendon Press, Oxford 1962.

Anche se questa teoria si occupava solo di descrivere la fase iniziale di una tempesta
geomagnetica, che è tuttora spiegata in termini di compressione di una cavità geomagnetica, ed
è stata modificata in seguito alla scoperta del vento solare, l’intuizione di trattare un flusso di
plasma solare essenzialmente come un fluido conduttore e non come un insieme di particelle
che si muovono indipendentemente, ha introdotto un nuovo concetto che ha profondamente
influenzato tutti i lavori successivi sulla perturbazione geomagnetica.
In quel periodo Ferraro era docente presso il King’s College e dopo una parentesi all’University
College of the South West di Exeter in Cornovaglia, nel 1952 accettò la Cattedra di Matematica
al Queen Mary College tornando finalmente a Londra. A testimonianza della sua volontà di
tornare nella capitale inglese, abbiamo la testimonianza di una lettera, che scrisse il 14 gennaio

1952, al professor Robinson vice del Direttore del Queen Mary College, dove oltre al
ringraziamento per aver preso in considerazione “l’eventualità che io diventi un professore del
Queen Mary College“, aggiunge “Sebbene il College (Exeter) dove mi trovo sia un posto molto
piacevole e con grandi potenzialità, ho sempre sperato di ritornare a Londra e vorrei cogliere
ogni opportunità per farlo.”

La carriera accademica di Vincenzo Ferraro comunque fu legata principalmente al Queen Mary
College di Londra di cui fu anche direttore del Dipartimento di Matematica, ed oltre a questa
lettera, esiste un carteggio di questo periodo, acquisito dal prof. Lucio Esposito, Direttore
dell’Unitre di Piano di Sorrento e Luigi Russo. Alcune lettere riguardano il passaggio dalla South
West University al Queen Mary College e contengono curriculum, stipendi e impressioni varie.
Altre lettere sono da parte del premio Nobel per la Fisica Subrahmanyan Chandrasekhar,
professore alla Chicago University che lo invitava prima per sei mesi e poi per un anno intero a
raggiungere l’Università per insegnare matematica. In un’altra lettera si legge la convinzione del
Preside del Queen Mary che Ferraro possa rappresentare pienamente il mondo accademico
inglese all’estero. Il valore di Ferraro e “la sua abilità organizzativa e il suo entusiasmo”,
portarono il Dipartimento di Matematica ad aumentare i membri tanto che oggi vi sono tre
Dipartimenti separati e un personale scientifico di ben 25 membri, rispetto ai 6 dell’inizio.

Nel frattempo, la sua carriera scientifica continuava a brillare. Nel 1937 pubblicò uno studio
fondamentale sull’isorotazione degli ioni, un tema che il suo collaboratore e poi successore Ian
Roxburgh dell’Università di Londra definì “un’opera di riferimento che ancora oggi, a distanza di
decenni, non ha perso rilevanza”. Il “Teorema di isorotazione” asseriva che una massa di
plasma non uniformemente rotante permeata da un campo magnetico si avvicina rapidamente a
uno stato in cui la velocità angolare è costante lungo una linea di campo. Questo risultato trovò
applicazione nella teoria della formazione stellare ed è tuttora considerato un punto di
riferimento nella fisica dei plasmi cosmici.
A partire dal 1945, Vincenzo Ferraro riuscì a risolvere un problema che agitava i fisici ionosferici
che non riuscivano a spiegare la variazione della densità elettronica nello strato F2 della
ionosfera terrestre. Ferraro dimostrò come questa variazione non fosse dovuta alla diffusione
degli ioni, come era stato ipotizzato, visto che questa gioca un ruolo trascurabile rispetto ad
altre cause, trovando per primo anche l’equazione descrittiva del fenomeno.
La sua attività non si limitò alla ricerca teorica. Specialmente dopo essere arrivato al Queen
Mary College nel 1952, si dedicò alle applicazioni dell’MHD ai problemi cosmici. Tra i problemi
trattati da lui e dai suoi studenti c’erano la struttura e le oscillazioni di una stella magnetica e la
frenata magnetica del sole a causa del vento solare. Fu inoltre un instancabile promotore della
magnetoidrodinamica, organizzando seminari regolari di grande interesse e scrivendo, insieme
a Plumpton, un libro sull’argomento nel 1961.
Ferraro non era solo un ricercatore straordinario, ma anche un insegnante appassionato e un
collega stimato. Una dimostrazione di quanto apprezzata e particolarmente d’ispirazione fosse
la sua figura la troviamo nelle parole di Cowling, uno dei suoi più stretti collaboratori, che
redasse il suo necrologio: “Era una persona di continua attività e grande gentilezza.
Impressionava i suoi studenti di ricerca con la sua intuizione fisica, che gli consentiva di vedere
a colpo d’occhio la verità (o la falsità) delle conclusioni a cui erano giunti con analisi laboriose; li
impressionava anche per il modo in cui mostrava apprezzamento per i loro sforzi. Era
essenzialmente modesto; la sua riluttanza a spingersi in avanti potrebbe aver impedito che il
valore del suo lavoro venisse pienamente riconosciuto.” Vincenzo Ferraro era anche un ottimo

artista che si dedicava in particolare alla pittura e in altri scritti su di lui di colleghi si legge “gli
studenti ricordano il loro giovane Professore Italiano cantare nei corridoi o a concerti e cene”.
Vincenzo Ferraro si spense improvvisamente nella notte del 3 gennaio del 1974, lasciando
un’eredità scientifica che va ben oltre la sua epoca. Le sue teorie sono oggi alla base degli
strumenti moderni che ci aiutano nel tentativo di prevedere le tempeste geomagnetiche e quindi
mitigare i loro effetti sui sistemi tecnologici moderni, dai satelliti per le telecomunicazioni e di
localizzazione alle reti elettriche terrestri. Oggi, la magnetoidrodinamica solare e la meteorologia
spaziale, campi a cui Ferraro ha dedicato gran parte della sua vita, sono più attuali che mai.
Con l’avvento di missioni spaziali come “Solar Orbiter” e “Parker Solar Probe”, tra i cui obiettivi
principali c’è proprio la conoscenza dei fenomeni magnetici solari e del vento solare, le sue
intuizioni continuano a guidare gli scienziati verso una comprensione più profonda del Sole e
della sua influenza sull’eliosfera.
Il suo legame con l’Italia, e in particolare con la Penisola Sorrentina, non venne mai meno e
rimane tuttora vivo. Nel comune di Sant’Agnello, una strada porta il suo nome, e dal 2010 la
città di Sorrento ospita il Premio Vincenzo Ferraro, organizzato dall’omonima associazione
presieduta dalla nipote Maddalena Ferraro. Questo evento ha la duplice valenza sia di premiare
giovani ricercatori e ricercatrici che approfondiscono gli studi con una tesi di dottorato nel
campo della fisica spaziale, sia di far conoscere la figura del Ferraro agli studenti delle scuole
secondarie di secondo grado, rappresentando una testimonianza tangibile della sua eredità e
della sua capacità di ispirare giovani studiosi a proseguire il suo lavoro, rappresentando un
ponte tra generazioni. Il premio è bandito, con cadenza biennale ed a livello nazionale, dalla
Società Italiana di Fisica mentre, negli anni intermedi, è bandito a livello internazionale da una
commissione di esperti nel campo dei plasmi spaziali, nominati dalla Sig.ra Ferraro.
Vincenzo Ferraro è stato molto più di un grande scienziato. È stato un pioniere capace di unire
intuizione, rigore matematico e visione, aprendo strade che oggi percorriamo con strumenti più
avanzati ma con lo stesso spirito di scoperta. La sua vita, dedicata alla ricerca e all’innovazione,
è un esempio per tutti coloro che desiderano comprendere i misteri del cosmo e il ruolo
dell’umanità nell’universo.
Bibliografia
Luigi Russo & Lucio Esposito, Premio V. C. A. Ferraro 2016, Studi e ricerche sul carteggio del
Queen Mary College University of London
Obituario di Ferraro:
https://files.spazioweb.it/13/b1/13b146ca-3c1a-4136-99ae-f36185e817c8.pdf
Blog di Luigi Russo:

Vincent Ferraro, lo scienziato dei due mondi

Necrologio di Ferrario (Memorie della SAIT) di Mario Cutolo