New Horizons, il vento Solare ai confini del nostro Sistema Solare

(Credit NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio, the Space Weather Research Center (SWRC) and the Community-Coordinated Modeling Center (CCMC), Enlil and Dusan Odstrcil (GMU))

NEWS SPAZIO :- Parliamo della sonda NASA New Horizons. Grazie a lei stiamo conoscendo sempre meglio il lontano pianeta Plutone, con dati incredibili ed immagini splendide.

La sonda ha inviato a Terra nuove preziosissime informazioni, più di tre anni di misurazioni del vento Solare, il costante flusso di particelle emesse dalla nostra Stella, in una regione del sistema solare poco visitata dai veicoli spaziali Terrestri.

Questi dati unici riempiono il vuoto tra ciò che vedono altre missioni più vicine al Sole e ciò che le sonde Voyager registrarono decenni fa e sono una fonte unica per validare ed aggiornare i modelli matematici realizzati dagli astronomi relativi all'ambiente spaziale attraverso tutto il Sistema Solare.

Una nuova ricerca pubblicata in Astrophysical Journal Supplement descrive le nuove registrazioni di New Horizons, le osservazioni degli ioni del vento Solare che la sonda ha incontrato durante il suo viaggio.

L'immagine che vedete in cima al post è un esempio di un modello realizzato dagli astronomi e mostra una simulazione dell'ambiente spaziale fino a Plutone pochi mesi prima del flyby di New Horizons.

Oltre alla sua traiettoria sono disegnate anche le rotte delle due sonde Voyager, le quali attualmente si trovano a circa tre-quattro volte la distanza tra New Horizons ed il Sole. Tra l'altro si prevede che il vento solare che ha registrato New Horizons raggiungerà Voyager tra circa un anno.

I nuovi dati mostrano particelle del vento solare che avevano ricevuto una "botta" iniziale di energia e che mostrano una spinta in accelerazione che li ha portati a superare la loro velocità iniziale. Queste particelle potrebbero essere "i semi" di quelle particelle estremamente energetiche chiamate raggi cosmici anomali.

Quando questi raggi energetici super-veloci viaggiano più vicino alla Terra questi possono rappresentare un "pericolo radiazioni" per gli astronauti.

Più lontano, ad energie più basse, si ritiene che questi raggi possano avere un ruolo importante nel plasmare il confine dove il vento solare incontra lo spazio interstellare, la regione del nostro Sistema Solare in cui Voyager 2 si trova attualmente.

Sebbene lo spazio sia almeno mille volte più vuoto del miglior vuoto prodotto nei laboratori sulla Terra, non è completamente privo di materia. Il costante flusso di particelle emesso dal Sole riempie lo spazio di un sottile e tenue trama di particelle, ioni e gas ionizzato che conosciamo come plasma.

Il vento Solare, insieme ad altri eventi solari come quelle gigantesche esplosioni che si chiamano CME (Coronal Mass Ejection, per info andate qui, qui e qui), influenza la stessa natura dello spazio e può interagire con i sistemi magnetici sia della Terra che degli altri corpi celesti.

Questi effetti cambiano anche l'ambiente delle radiazioni attraverso cui viaggeranno le future missioni di esplorazione per Marte ed oltre.

New Horizons ha registrato questo ambiente spaziale per più di 1,6 miliardi di km del suo viaggio, a partire da appena dopo l'orbita di Urano fino al suo incontro con Plutone.

Heather Elliott (pace scientist, Southwest Research Institute, San Antonio, Texas), autore principale dello studio: "Lo strumento [per misurare le particelle] era stato programmato solamente per accendersi per i controlli annuali dopo i flyby con Giove nel 2007. Siamo riusciti a produrre un piano per mantenere accesi gli strumenti per le particelle durante la fase di viaggio, mentre il resto del veicolo spaziale era ibernato, ed abbiamo iniziato le osservazioni nel 2012".

E questo piano ha portato ad avere quasi 3 anni di osservazioni continue dell'ambiente spaziale in una regione di spazio molto poco conosciuta dai Terrestri.

Poiché il Sole è la sorgente del vento Solare, gli eventi che accadono nel Sole sono la forza primaria che modella l'ambiente spaziale.

Gli shock nel vento Solare sono creati da CME o dalla collisione di due flussi di vento solare che viaggiano a differenti velocità. Queste due tipologie di eventi sono chiaramente distinguibili nel Sistema Solare Interno.

Ma New Horizons non ha raggiunto lo stesso livello di dettaglio. I dati che ha registrato mostrano che l'ambiente spaziale nel Sistema Solare esterno ha una struttura meno dettagliata rispetto allo spazio più vicino alla Terra, poiché strutture più piccole tendono ad unirsi tra loro e creare strutture più grandi mentre viaggiano (verso l'esterno).

Elliott: "A questa distanza la dimensione di scala delle strutture distinguibili aumenta poiché strutture più piccole si esauriscono oppure si fondono insieme. E' difficile prevedere se l'interazione tra strutture più piccole creerà una struttura più grande".

Anche i più sottili segni dell'influenza del Sole sono difficili da individuare nel Sistema Solare Esterno. Caratteristiche del vento Solare - tra queste velocità, densità e temperatura - sono definite nelle regioni del Sole da cui questo fluisce. E la rotazione del Sole, e quindi di tali regioni, ne definisce i "pattern".

E questi non sono individuabili da News Horizons, sebbene siano state rilevate alcune strutture.

Elliott: "La velocità e la densità tendono ad assumere valori medi mano a mano che il vento Solare procede verso l'esterno. Ma il vento continua ad essere riscaldato dalla compressione mentre viaggia, quindi è possibile vedere nella temperatura le prove dei pattern di rotazione del Sole, anche nell'esterno del Sistema Solare".

Guardate la seguente animazione, rende bene l'idea, vero?

(Credit NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio, the Space Weather Research Center (SWRC) and the Community-Coordinated Modeling Center (CCMC), Enlil and Dusan Odstrcil (GMU))

Le osservazioni di New Horizons hanno mostrato anche ciò che potrebbe rappresentare il processo iniziale delle particelle estremamente energetiche che costituiscono i raggi cosmici anomali. Tali particelle sono state osservate anche vicino alla Terra e come ho già accennato in precedenza possono rappresentare un pericolo per gli astronauti che si trovano in orbita Terrestre.

Gli scienziati quindi hanno il compito di comprendere meglio i meccanismi che li generano.

I semi di queste particelle energetiche e super-veloci potrebbero anche contribuire a definire i confini dove il vento Solare incontra lo spazio interstellare.

I raggi cosmici anomali sono stati registrati da entrambe le sonde Voyager, proprio vicino a tali confini.

Termino con la seguente figura che mostra le osservazioni sul vento Solare misurate da New Horizons dal 1° Gennaio al 25 Agosto 2015

(Credit NASA/New Horizons/SwRI)

Più in alto sono i punti registrati e maggiore è l'energia delle particelle individuate. In giallo e rosso si vedono le maggiori concentrazioni di particelle che hanno colpito il sensore del rilevatore a bordo.

Fonte dati, NASA.