Un rallentamento del vento solare nel sistema solare esterno


Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta uno studio sui cambiamenti nel vento solare nella regione esterna dell’eliosfera, la bolla in cui viene avvertita l’influenza del Sole. Un team di ricercatori del Southwest Research Institute guidato dalla dottoressa Heather Elliott ha usato misurazioni raccolte dallo strumento Solar Wind Around Pluto (SWAP) della sonda spaziale New Horizons della NASA per confrontare la velocità del vento solare a distanze dal Sole tra 1 e 3 volte quella della Terra dal Sole e a distanze tra 21 e 43 volte quella distanza rilevanto un rallentamento tra il 5% e il 7% a distanze tra 30 e 43 volte quella della Terra dal Sole.

Varie sonde spaziali della NASA hanno esplorato il sistema solare esterno e le due Voyager ormai sono nello spazio interstellare, dove gli strumenti ancora funzionanti stanno fornendo informazioni su aree di spazio che rappresentano una nuova frontiera. La sonda spaziale New Horizons è ampiamente dentro l’eliosfera dato che la sua distanza è quasi 46 volte quella della Terra dal Sole mentre la Voyager 1 ha attraversato il primo confine dell’eliosfera, chiamato in gergo termination shock, a una distanza circa 94 volte quella della Terra dal Sole e la Voyager 2 l’ha attraversato a una distanza circa 84 volte quella della Terra dal Sole. New Horizons ha però il vantaggio di avere a bordo strumenti ben più avanzati di quelli costruiti circa trent’anni prima permettendo di ottenere molte più informazioni.

In particolare lo strumento SWAP della sonda spaziale New Horizons compie dettagliate rilevazioni giornaliere del vento solare e di altre particelle come gli ioni provenienti dallo spazio interstellare che entrano nell’eliosfera come materiale neutrale e vengono ionizzati dalla luce del Sole e da interazioni con ioni del vento solare. Questi materiali interstellari aumentano con la distanza dal Sole e, secondo la teoria, quando vengono ionizzati vengono raccolti dal vento solare che come conseguenza rallenta e si scalda.

Per cercare di verificare questa teoria, il team della dottoressa Heather Elliott ha esaminato le misurazioni della velocità del vento solare compiute usando lo strumento SWAP a distanze tra 21 e 42 volte quella della Terra dal Sole e quelle compiute a una distanza dal Sole vicina a quella della Terra condotta dalle sonde spaziali Advanced Composition Explorer (ACE) e Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO). I dati rilevati dallo strumento SWAP indicano che c’è effettivamente un rallentamento che diventa rilevante a distanze tra 33 e 42 volte quella della Terra dal Sole, raggiungendo anche il 7% rispetto alla velocità che ha a una distanza dal Sole vicina a quella della Terra. Insomma, c’è una conferma della previsione teorica.

L’eliosfera cambia continuamente seguendo i cicli solari e in diverse aree i confini sono a diverse distanze dal Sole, il motivo per cui le due Voyager hanno attraversato il termination shock a distanze dal Sole molto diverse. Misurazioni come quelle compiute dallo strumento SWAP della sonda spaziale New Horizons, assieme alle informazioni disponibili sulla temperatura e sulla densità del vento solare aiuteranno a stimare quando anch’essa attraverserà il termination shock.

In questo periodo l’attività solare è relativamente bassa e ciò porta a un avvicinamento del termination shock e a una stima del suo attraversamento non prima di metà del prossimo decennio. Quando l’attività solare aumenterà nuovamente, il termination shock verrà spinto alle distanze precedenti, forse prima che New Horizons lo raggiunga.

L’immagine (Cortesia Southwest Research Institute; background artist rendering by NASA and Adler Planetarium. Tutti i diritti riservati) mostra la situazione dell’eliosfera e del vento solare derivante dalle rilevazioni esaminate. Le stime verranno migliorate nel corso del tempo grazie ai dati che la sonda spaziale New Horizons continua a inviare. Ciò significa un miglioramento nella nostra comprensione sia dell’influenza dell’attività solare attraverso i suoi cicli che degli effetti dell’arrivo di particelle dallo spazio interstellare. Anche da questo punto di vista, la missione New Horizons continua a essere straordinaria.

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