Voyager: scoperto un “muro” di plasma bollente ai confini solari

Le leggendarie sonde Voyager 1 e 2 della NASA hanno compiuto scoperte straordinarie ai margini del nostro Sistema Solare, rivelando in particolare una regione di plasma inaspettatamente calda.

Non si tratta di un vero e proprio “muro” fisico o di una barriera solida, bensì di un’area dello spazio dove la temperatura del plasma raggiunge livelli incredibilmente elevati, tra i 30.000 e i 50.000 Kelvin (equivalenti a circa 54.000-90.000 gradi Fahrenheit).

Questa zona, per la sua intensità termica e la sua posizione di confine, è stata talvolta descritta in termini metaforici come un “muro di fuoco” o uno “scudo di plasma” in alcuni articoli divulgativi.

L’eliopausa: dove il vento solare incontra lo Spazio interstellare

Questa “parete” di plasma si trova precisamente nella eliopausa, la regione di confine in cui il vento solare – il flusso di particelle cariche emesse dal Sole che forma una vasta “bolla” protettiva attorno al nostro sistema, nota come eliosfera – si scontra con il mezzo interstellare, cioè lo spazio tra le stelle. È proprio in questo punto che l’influenza del Sole diminuisce drasticamente, segnando l’inizio dello spazio interstellare vero e proprio e aprendo nuove frontiere per la nostra comprensione dell’universo al di là del nostro sistema planetario.

La “parete” di plasma ad alta temperatura scoperta dalle sonde Voyager non è un fenomeno isolato, ma una componente critica della eliopausa, la regione di confine più esterna del nostro Sistema Solare. Questa zona rappresenta il punto di incontro e scontro tra due ambienti cosmici distinti: il vento solare e il mezzo interstellare.

Il vento solare è un flusso continuo di particelle cariche (principalmente protoni ed elettroni) emesse a velocità supersoniche dalla corona solare. Questo vento si propaga in tutte le direzioni, creando una vasta bolla protettiva attorno al nostro Sole e a tutti i corpi celesti che ne orbitano: l’eliosfera. L’eliosfera è la regione dominata dall’influenza magnetica e particellare del Sole, estendendosi ben oltre l’orbita di Plutone. All’interno di questa bolla, siamo relativamente protetti dalle radiazioni cosmiche più energetiche provenienti dallo spazio galattico.

Man mano che il vento solare si allontana dal Sole, la sua pressione e la sua densità diminuiscono. Tuttavia, a una distanza considerevole (ben oltre l’orbita di Nettuno), incontra il mezzo interstellare (ISM), ovvero la materia e le radiazioni che permeano lo spazio tra le stelle nella nostra galassia. L’ISM è composto principalmente da idrogeno ed elio, ma anche da tracce di polvere e altre molecole, a temperature e densità estremamente basse.

L’impatto tra il vento solare in espansione e il mezzo interstellare stazionario crea una serie di strutture di confine complesse. La prima è l’onda d’urto di terminazione, dove il vento solare rallenta bruscamente da velocità supersoniche a subsoniche. Successivamente si trova l’elioguaina, una vasta regione turbolenta dove il vento solare rallentato si mescola con particelle interstellari. Infine, si arriva alla eliopausa, il confine vero e proprio dove la pressione del vento solare viene bilanciata dalla pressione del mezzo interstellare. Questo è il punto in cui l’influenza diretta del Sole sulle particelle cessa e inizia lo spazio interstellare profondo.

Caratteristiche e posizione della regione incandescente

La scoperta di una regione di plasma estremamente caldo ai confini del nostro Sistema Solare, rilevata dalle sonde Voyager, ha fornito dettagli cruciali sull’interazione tra il nostro Sole e lo spazio interstellare. Nonostante la metafora del “muro”, questa non è una barriera fisica invalicabile, ma piuttosto un’area di transizione ad alta energia.

Questa regione si trova precisamente appena oltre l’eliopausa, il confine ultimo della nostra eliosfera, la “bolla” di influenza del Sole. Le sonde Voyager 1 e Voyager 2 hanno misurato in questa zona temperature del plasma che oscillano tra i 30.000 e i 50.000 Kelvin. Questo valore è significativamente più alto rispetto alle previsioni dei modelli teorici, che stimavano temperature inferiori, tra i 15.000 e i 30.000 K, per il mezzo interstellare locale.

È importante sottolineare che, nonostante le temperature estreme, la densità del plasma in questa regione rimane molto bassa, permettendo alle sonde di attraversarla senza ostacoli. Il termine “muro” si riferisce quindi all’improvviso e marcato aumento di temperatura e alla natura di confine di questa zona.

Questa scoperta è di vitale importanza scientifica, poiché svela la complessa interazione tra il vento solare e il mezzo interstellare. L’elevata temperatura del plasma è attribuita a diversi processi, tra cui la compressione del plasma stesso quando il vento solare impatta il mezzo interstellare, o fenomeni di riconnessione magnetica. Inoltre, questa “parete” di plasma agisce come un vero e proprio scudo protettivo, bloccando una porzione significativa della radiazione cosmica galattica dall’entrare nel Sistema Solare interno.

Entrambe le sonde Voyager hanno giocato un ruolo pionieristico in questa scoperta: Voyager 1 ha attraversato l’eliopausa nel 2012, seguita da Voyager 2 nel 2018, fornendo le prime e dirette misurazioni di questa cruciale regione di confine.

Le sonde Voyager: rivoluzione nella comprensione dei confini solari

Le missioni delle sonde Voyager 1 e 2 rappresentano una pietra miliare nell’esplorazione spaziale, avendo radicalmente trasformato la nostra comprensione dei confini del Sistema Solare e delle intricate interazioni tra il nostro Sole e l’ambiente galattico circostante. Questi due instancabili esploratori, lanciati negli anni ’70, hanno superato ogni aspettativa, fornendo dati senza precedenti da regioni dello spazio mai raggiunte prima dall’umanità.

Prima delle Voyager, la conoscenza dei confini del Sistema Solare si basava prevalentemente su modelli teorici e osservazioni indirette. C’era molta incertezza su dove finisse l’influenza del Sole e dove iniziasse lo spazio interstellare. Le sonde hanno cambiato tutto questo. Attraversando la eliopausa, il limite esterno dell’eliosfera (la “bolla” di particelle e campi magnetici emessi dal Sole), hanno fornito le prime misurazioni in situ di questa regione cruciale.

Questi dati hanno permesso di confermare l’esistenza e le dimensioni dell’eliosfera, una struttura dinamica che agisce come un gigantesco scudo, proteggendo i pianeti interni, inclusa la Terra, dalla maggior parte della radiazione cosmica galattica più energetica. La scoperta di una regione di plasma inaspettatamente calda appena oltre l’eliopausa ha ulteriormente arricchito la nostra comprensione delle complesse dinamiche di confine.

Le scoperte delle Voyager hanno rivelato che il confine del nostro Sistema Solare non è una linea statica, ma una regione complessa e turbolenta, dove il vento solare rallenta, si comprime e interagisce con il mezzo interstellare locale. Queste interazioni sono fondamentali per capire come la nostra eliosfera si muova attraverso il gas e la polvere della Via Lattea e come essa influenzi l’ambiente interstellare circostante. La capacità delle sonde di misurare direttamente la densità, la temperatura e la composizione del plasma in queste regioni ha fornito indizi cruciali sui processi astrofisici che avvengono su scale galattiche.

Inoltre, i dati sulle particelle cariche e i campi magnetici hanno offerto nuove prospettive su come il nostro sistema solare interagisce con le onde d’urto cosmiche e le particelle ad alta energia provenienti da supernove e altre sorgenti galattiche. In sostanza, le Voyager non solo ci hanno mostrato dove finisce il nostro “quartiere” cosmico, ma ci hanno anche fornito i primi indizi su come esso sia connesso e interagisca con il vasto Universo che lo circonda.

Per maggiori informazioni, visita il sito ufficiale della NASA.