Gli scienziati fanno del loro meglio

May 02, 2023

I ricercatori hanno acquisito una nuova visione del viaggio che attende la navicella spaziale gemella Voyager e altre sonde dirette in viaggi di sola andata nello spazio interstellare

Viviamo in una bolla, letteralmente.

Si chiama eliosfera ed è fatta di tenue plasma emesso dal sole. Questo gas ionizzato fluisce verso l'esterno lungo le linee del campo magnetico che emergono dalla nostra stella, avvolgendosi in spirali radiali legate alla rotazione del sole. Avventurarsi oltre il punto in cui questo vento diminuisce contro i maggiori flussi di plasma che attraversano la nostra galassia significa, in un senso molto reale, lasciarsi alle spalle il nostro sistema solare.

Eppure, nonostante l’eliosfera sia conosciuta e studiata sin dalla fine degli anni ’50, i suoi confini nebulosi sono venuti alla luce solo di recente, con una scoperta sorprendente. Poco più di un decennio fa, la Voyager 1 della NASA ha trasmesso dati che suggerivano che fosse finalmente uscita dall’eliosfera per entrare nello spazio interstellare. Ma una misurazione non corrispondeva alle aspettative: il campo magnetico a spirale non si raddrizzava come avrebbe dovuto se la navicella spaziale fosse effettivamente passata.

"Retrospettivamente era logico che ci dovesse essere una regione di transizione in cui il campo magnetico interstellare si accumula e si estende contro l'eliosfera", afferma Jamie Rankin, vice scienziato del progetto della missione Voyager e fisico spaziale all'Università di Princeton.

Questo effetto di "drappeggio" è simile al modo in cui l'acqua corrente si accumula attorno alla prua di una nave e lungo i suoi fianchi, verso la coda. E proprio come questa scia increspata può rivelare la sagoma di una nave, la flessione dei campi magnetici interstellari attorno all’eliosfera mentre la nostra stella si muove attraverso la Via Lattea può fornire importanti indizi sulla dimensione e la forma del confine a forma di bolla tra il nostro sistema solare e il resto del pianeta. la galassia. Ma esattamente come appare questo drappeggio e come lascia il posto al mezzo interstellare incontaminato sono rimaste domande aperte, almeno fino ad ora.

In uno studio recentemente pubblicato sull'Astrophysical Journal Letters, Rankin e il suo team di ricercatori dipingono il primo quadro chiaro della regione drappeggiata riunendo misurazioni indipendenti dalle sonde gemelle Voyager e un modello del confine eliosfera-interstellare proveniente dall'Interstellar Boundary della NASA. Explorer (IBEX), un satellite in orbita terrestre lanciato nel 2008.

La forza dei Voyager è che misurano direttamente i campi magnetici e il modo in cui i campi cambiano con la distanza mentre la navicella si allontana dal sole. Ma le Voyager campionano il campo solo lungo le loro traiettorie, offrendo una visione accecante dei confini in evoluzione della bolla. IBEX, d’altro canto, fornisce una prospettiva del “quadro generale” rilevando gli sciami energetici di atomi prodotti attraverso le collisioni tra le particelle del vento solare e le particelle del mezzo interstellare al confine dell’eliosfera. Questi dati forniscono una visione remota della superficie della bolla attraverso l’intero cielo, ma senza misurazioni cruciali della distanza relativa.

Il problema è che questi due set di dati non concordano. Lungo le loro traiettorie in uscita, entrambe le Voyager ora misurano localmente campi magnetici che sono più forti e disallineati rispetto ai valori estrapolati dalle remote osservazioni a tutto cielo dell'IBEX del campo magnetico non drappeggiato più lontano. Conciliare questi risultati di missioni così diverse è un po' come cercare di mettere insieme due serie di pezzi di un puzzle. "Si è discusso molto sul motivo per cui i dati della Voyager non corrispondono a quelli dell'IBEX", afferma Katia Ferrière, astrofisica dell'Università di Tolosa in Francia, che non è stata coinvolta nello studio.

Nel documento, i ricercatori mostrano come il modello IBEX e le misurazioni della Voyager raccontino in realtà una storia coerente. Lungo la traiettoria della Voyager 1, i risultati mostrano che l’intensità e la direzione del campo – ovvero il “drappeggio” attorno ai bordi dell’eliosfera – persisterà per i prossimi 60 anni, che corrispondono ad altri 20 miliardi di miglia del viaggio della navicella, prima di raggiungere finalmente la Terra. il campo magnetico interstellare "non drappeggiato" previsto da IBEX. Applicata ai dati della Voyager 2, l’analisi mostra che questa navicella spaziale dovrà viaggiare due volte più lontano della sua gemella per sfuggire ai campi magnetici accumulati della transizione dell’eliosfera: un viaggio di circa 120 anni.