Soprese dai confini del sistema solare

Quasi ogni giorno, le grandi antenne della rete spaziale NASA vengono orientate verso un’area pulita di cielo, nei pressi della costellazione di Ofiuco. Puntando apparentemente al nulla, in realtà intercettano un segnale, debolissimo ma pieno di significato. Il suo punto di origine è oltre Nettuno, oltre Plutone, oltre i confini del sistema solare.

Voyager 1: rappresentazione

È il segnale emesso dalla Voyager 1, il veicolo spaziale che lasciò la terra nel 1977 per una missione che aveva come scopo l’esplorazione di Giove e Saturno. A quasi 30 anni dal lancio, dopo le peripezie affrontate nel tempo, Voyager 1 vaga nello spazio alla ricerca di nuovi elementi sconosciuti da studiare.

“Abbiamo scoperto un’ area spaziale completamente nuova,” dice Ed Stone, scienziato a capo del progetto Voyager nonchè ex direttore del JPL. “E la nave spaziale sta trasmettendo nuove informazioni.” Il nostro intero sistema solare – pianeti e tutto il resto – risiede all’interno di una enorme bolla di gas che è circa quattro volte più larga dell’orbita di Nettuno. Il sole ne è responsabile. Solleva la bolla grazie al vento solare. Gli astronomi hanno chiamato “eliosfera” questa particolare bolla, mentre la sua membrana esterna è stata battezzata “eliocampo”.Voyager 1 è a circa 10 miliardi di miglia dalla terra, all’interno dell’eliocampo.

Esempio pratico

“Potete simulare l’eliocampo nel lavandino della vostra cucina,” dice Stone. “Aprite il rubinetto in modo che un sottile flusso di acqua si riversi nel lavandino. Osservate il punto dove il flusso colpisce il fondo. Quello è il Sole. Da quel punto, l’acqua scorre esternamente in maniera fluida e perfettamente sferica. Quello è il vento solare. Allontanandosi dal punto di origine, la forza dell’acqua (o vento solare) diventa sempre più debole. All’improvviso, si forma un lento e turbolento anello. Quell’anello, nel nostro pratico esempio, rappresenta l’eliocampo.”

“L’eliocampo è importante per gli esseri umani,” continua Stone. “Aiuta a proteggerci dai raggi cosmici galattici.” I raggi cosmici galattici sono particelle subatomiche accelerate quasi alla velocità della luce dalle supernove e dai buchi neri. Gli astronauti nello spazio sono esposti a tali particelle, e questa non è di certo una buona notizia. Possono penetrare il corpo umano e danneggiare il DNA. Fortunatamente, l’eliocampo devia molti raggi cosmici prima ancora che raggiungano l’ interno del sistema solare. “La turbolenza magnetica nell’ eliocampo disperde le particelle rendendole innocue.”

Nota: Abbiamo molti schermi contro i raggi cosmici, dalle sottili pareti dello scafo delle navi spaziali alle enormi atmosfere planetarie. Ma l’eliocampo è la nostra prima linea di difesa, e questo lo rende speciale.

A causa del ruolo fondamentale di protettore del sistema solare, “abbiamo bisogno di imparare il più possibile sull’eliocampo,” dice Stone. “E la Voyager 1 ci sta fornendo la prima vista dall’interno.”

Ed ora passiamo alle sorprese:

Voragini Magnetiche: di tanto in tanto, Voyager 1 naviga attraverso una “voragine magnetica” dove il campo magnetico dell’eliocampo sparisce quasi del tutto, scendendo da un valore tipico 0.1 nanoTesla (NT) a 0.01 NT o meno. C’è anche la “velocità magnetica d’urto” dove la resistenza del campo risulta doppia rispetto alla norma, da 0.1 NT a 0.2 NT. Queste velocità d’urto ed le voragini sono una forma inattesa di turbolenza. Che ruolo svolgono nella dispersione dei raggi cosmici? “Questi fenomeni sono in fase di studio,” dice Stone.

$Vento solare$ lento: Il vento solare nell’eliocampo è più lento di quanto ci si possa aspettare. “Il vento solare dovrebbe rallentare lì fuori, proprio come l’acqua nel vostro lavandino che rallenta per formare l’$anello$ lento”, dice Stone, “ma non così lento.” Prima che Voyager 1 arrivasse, i modelli computerizzati prevedevano una velocità del vento di 200.000 – 300.000 mph. Voyager 1 ha misurato una velocità di circa 34.000 mph. “Questo significa che i nostri modelli devono essere ridefiniti.”

Raggi Cosmici Anomali: “Questo concetto ha bisogno di una breve spiegazione,” dice. “L’eliocampo ci protegge dai raggi cosmici dello spazio profondo, ma allo stesso tempo produce alcuni suoi raggi cosmici. Un’onda d’urto al confine interno dell’eliocampo trasmette energia alle particelle subatomiche che vengono proiettate, come i raggi cosmici galattici, all’interno del sistema solare. “Essi sono denominati raggi cosmici anomali. Non sono pericolosi quanto i raggi cosmici galattici poichè la loro energia è molto ridotta.”

Eliocampo: click per ingrandire

I ricercatori si aspettavano che Voyager 1 incontrasse un numero più elevato di raggi cosmici anomali al confine interno dell’eliocampo “perché è lì dove pensavamo si generassero i raggi cosmici anomali.” Sorpresa: Voyager ha attraversato il confine nel mese di agosto 2005 e non c’era nessuna traccia di raggi cosmici. Soltanto adesso, 300 milioni di miglia più avanti, l’intensità sta cominciando a crescere.

“Questo è veramente un rebus,” dice Stone. “da dove provengono questi raggi cosmici anomali?”. Voyager 1 potrà trovare la fonte (e chissà cos’altro ancora) durante il suo viaggio. L’eliocampo è spesso 3 – 4 miliardi di miglia, e Voyager 1 sarà al suo interno ancora per 10 anni o giù di lì. Un territorio ancora molto vasto da esplorare.

Le soprese non tarderanno ad arrivare, è solo questione di tempo.

Fonte: http://science.nasa.gov/headlines/y2006/21sep_voyager.htm