Le sonde Voyager individuano un fenomeno sconosciuto nello spazio interstellare

Un articolo pubblicato sull'Astronomical Journal descrive una forma completamente nuova di esplosione di elettroni, una scoperta resa possibile dalle vecchie sonde Voyager

3030

Le sonde spaziali Voyager della NASA pur essendo da 43 anni nello spazio e a miliardi di chilometri di distanza dalla Terra, come rivela un nuovo studio, continuano a fare scoperte scientifiche interessanti.

Un articolo pubblicato sull’Astronomical Journal descrive una forma completamente nuova di esplosione di elettroni, una scoperta resa possibile dalle vecchie sonde Voyager. Questo fenomeno avviene nel mezzo interstellare, una regione dello spazio in cui la densità della materia è bassissima.
Come spiega l’articolo, sta accadendo qualcosa di strano agli elettroni presenti nei raggi cosmici che si propagano in questa area remota: vengono riflessi e spinti a velocità estreme dalle onde d’urto prodotte dal Sole. Di per sé, questo processo, in cui le onde d’urto accelerano le particelle, non è una novità. La novità, tuttavia, è che queste esplosioni di elettroni vengono rilevate molto prima dell’onda d’urto che avanza, e il fenomeno sta avvenendo in una regione dello spazio apparentemente tranquilla.
Il nuovo articolo è stato scritto in collaborazione con l’astrofisico Don Gurnett della Iowa University.

Lanciate nel lontano 1977, le sonde gemelle Voyager 1 e Voyager 2 hanno svolto un lavoro straordinario continuando a fornire dati scientifici significativi dopo 43 anni. Dopo aver visitato Giove e le sue lune e Saturno, le due vecchie sonde ora studiano i recessi piùprofondi del sistema solare, oltre l’eliopausa, la zona tra il plasma solare caldo e il mezzo interstellare più freddo.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Voyager 1 si trova attualmente a 22 miliardi di chilometri di distanza e Voyager 2 a 18 miliardi di chilometri. La Voyager 1 ha attraversato il confine dell’eliopausa nel 2012 e la Voyager 2 nel 2018. Le sonde attualmente viaggiando attraverso una regione indicata come mezzo interstellare locale (VLISM).

Alcuni potrebbero discutere sul termine “mezzo interstellare” e affermare che le sonde Voyager sono ancora tecnicamente all’interno del sistema solare, ma Gurnett è fermamente convinto che le sonde stiano effettivamente viaggiando attraverso lo spazio interstellare. “Abbiamo vinto su quella discussione”, ha detto Gurnett, “ma ovviamente sono di parte”. La pressione del gas nella posizione occupata dalle sonde Voyager, ha aggiunto, è uguale alla pressione del gas che ci aspetteremmo di vedere nello spazio interstellare. Per lui, ciò significa che le sonde sono nel mezzo interstellare.

Nel 2012, Gurnett ha dichiarato che la Voyager 1 è entrata nello spazio interstellare, affermazione confermata dalla NASA l’anno successivo.

Anni fa, prima che le sonde della NASA entrassero in questa regione dello spazio, “pensavamo che potesse diventare decisamente noioso e che non cambiasse nulla là fuori”, ha spiegato Gurnett. Ma quello che abbiamo scoperto è che non è affatto silenzioso e quiescente: il mezzo interstellare ha cose importanti in corso”.

Precedenti ricerche hanno mostrato che onde d’urto stanno viaggiando in questa regione dello spazio, e sono il risultato delle espulsioni di massa coronale sul Sole. Questi eventi altamente energetici spingono gas caldi ed energia nello spazio, proiettandoli verso l’eliopausa e il mezzo interstellare a velocità incredibili. Anche viaggiando a oltre 1 milione di chilometri l’ora, ci vuole più di un anno perché queste onde d’urto raggiungano l’eliopausa e un altro mezzo anno per raggiungere le sonde Voyager, ha spiegato Gurnett.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Come spiega il nuovo articolo, queste onde d’urto hanno un comportamento mai visto prima nel mezzo interstellare, ovvero esplosioni di elettroni che appaiono molto prima delle onde d’urto che seguono.

“Lo studio è unico in quanto esamina diverse grandi tempeste solari che colpiscono la bolla che il Sole scolpisce dal mezzo interstellare e si estende ben oltre Plutone“, ha dichiarato Herbert Funsten, scienziato del Los Alamos National Laboratory che non è coinvolto nel nuovo studio. “Le sonde Voyager si trovano nel mezzo interstellare e quindi stanno guardando la bolla – e gli shock che attraversano il confine della bolla – dall’esterno, fornendo un luogo di osservazione unico e silenzioso che non possiamo osservare dall’interno della bolla”.

Le sonde Voyager hanno rilevato gli elettroni con strumenti di bordo progettati per rilevare i raggi cosmici. Gli elettroni nel VLISM rimbalzano e vengono reindirizzati dalle linee del campo magnetico nel plasma interstellare.

“Le linee del campo magnetico nel mezzo interstellare sono quasi perfettamente linee rette”, ha spiegato Gurnett. “Abbiamo rilevato gli elettroni quando le onde d’urto hanno toccato per la prima volta le linee del campo magnetico che attraversavano le sonde Voyager, e questo è il meccanismo. L’onda d’urto tocca appena la linea del campo magnetico e si verifica un salto allo shock, che riflette ed energizza alcuni degli elettroni dei raggi cosmici”.

In effetti, questa interazione sembra accelerare gli elettroni, spingendoli davanti all’onda d’urto che avanza. Gli autori dello studio definiscono questo fenomeno come “scosse interstellari”. Di conseguenza, gli elettroni energizzati si muovono circa 670 volte più velocemente delle onde d’urto che originariamente li hanno spinti verso l’eliopausa, il che significa che vengono accelerati a velocità quasi relativistiche. È interessante notare che le sonde hanno rilevato le onde d’urto stesse, che sono apparse tra 13 e 30 giorni dopo i picchi degli elettroni.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

“Questo è come vedere la luce riflessa dalla nuvola di un’esplosione lontana e poi sentire il boom in un secondo momento”, ha detto Funsten. “Il tempo necessario per vedere la nuvola e sentire il boom fornisce informazioni importanti sulle proprietà del mezzo interstellare e sulle proprietà del punch-through dell’onda d’urto nel mezzo interstellare.”

Gli astronomi hanno già descritto in altri studi le onde d’urto che spingono gli elettroni, ma quelle interazioni avvenivano nella posizione dell’onda d’urto. Qui, le esplosioni di elettroni vengono registrate prima dello shock, ha detto Gurnett.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

“Questo è un meccanismo nuovo di zecca: lo shock accelera gli elettroni”, ha aggiunto Gurnett. “Ma lo shock non ha ancora raggiunto la navicella, quindi è un precursore, che chiamiamo scossa di previsione”.

Funsten ha detto che questi eventi sono rari, ma forniscono “indizi allettanti” sugli effetti di questi shock sul mezzo interstellare. Tuttavia, “saranno necessari più dati per comprendere meglio questi risultati”, ha detto, inclusi più dati da Voyager 2, “che non è stato a lungo nel mezzo interstellare”, così come la prossima missione IMAP della NASA (Interstellar Mapping and Acceleration Probe), il cui lancio è previsto nel 2024.

Il nuovo documento potrebbe migliorare la nostra comprensione delle complesse interazioni tra onde d’urto e radiazioni cosmiche, non solo nella periferia del nostro quartiere ma anche intorno ad altre stelle. Questi risultati potrebbero anche gettare nuova luce sui tipi di emissioni pericolose che gli astronauti dovrebbero aspettarsi mentre viaggiano nello spazio.

Fonte: https://gizmodo.com/voyager-probes-spot-previously-unknown-phenomenon-in-de-1845793983