Cinque cose che abbiamo imparato da quando Voyager 2 ha lasciato il sistema solare

L'eliopausa NASA/centro di volo spaziale Goddard/laboratorio CI

Un anno fa, la sonda Voyager 2 della NASA è diventata solo il secondo oggetto creato dall'uomo nella storia ad uscire dal sistema solare ed entrare ufficialmente nello spazio interstellare. Voyager 2 è stato lanciato il 20 agosto 1977, 16 giorni prima del suo gemello, Voyager 1, uscito dall'emisfero settentrionale del sistema solare nel 2012. La Voyager 2 è stata inviata in un viaggio più lungo che le ha permesso di incontrare Urano e Nettuno, e fino ad oggi è l'unica navicella spaziale ad aver visitato questi pianeti da vicino. Si diresse quindi verso l'emisfero meridionale dell'eliosfera (la regione più esterna del sistema solare, a volte indicata come la bolla), direttamente nello spazio interstellare.

Il 5 novembre 2018, Voyager 2 ha ufficialmente lasciato il sistema solare mentre attraversava l'eliopausa, il confine che segna la fine dell'eliosfera e l'inizio dello spazio interstellare. Ciò è accaduto a 119 unità astronomiche dal sole (una AU è 93 milioni di miglia o 149,6 milioni di chilometri, all'incirca la distanza tra il sole e la Terra).

Il veicolo spaziale è stato in grado di analizzare la composizione dei venti solari, la composizione e il comportamento delle particelle di plasma, l'interazione dei raggi cosmici, la struttura e la direzione dei campi magnetici e altri tratti che definiscono i bordi del sistema solare. Oggi, gli scienziati hanno pubblicato una serie di articoli su Nature Astronomy che descrivono in dettaglio i risultati di ciò che Voyager 2 ha osservato mentre usciva dal sistema solare. Ecco i cinque più grandi takeaway.

1. La bolla perde, in entrambi i modi.

L'uscita dalla bolla di Voyager 2 non è stata priva di sorprese. Secondo i dati, la bolla era molto permeabile, afferma Stamatios Krimigis della Johns Hopkins University, l'autore principale di uno dei nuovi giornali . Il materiale della bolla solare è stato scoperto nello spazio interstellare.

Anche Voyager 1 aveva effettivamente trovato segni di una bolla che perde. In quel caso, tuttavia, è stato trovato materiale interstellare che fluiva nella bolla, l'opposto di ciò che ha scoperto Voyager 2, afferma Edward Stone del Caltech, l'autore principale di una carta diversa . I nuovi risultati confermano che la permeabilità dell'eliopausa, individuata in due parti molto diverse dell'eliosfera, non è una caratteristica rara della bolla, sebbene non vi sia ancora una vera spiegazione per ciò che la causa.

2. Il confine della bolla è più uniforme di quanto pensassimo.

Prima delle missioni Voyager, gli scienziati avevano previsto che la bolla solare si sarebbe in qualche modo dissolta nello spazio interstellare mentre ci si avventurava sempre più lontano dal sole. Voyager 2 sembra confermare che in realtà c'è un confine molto, molto netto lì, afferma Donald Gurnett dell'Università dell'Iowa, l'autore principale di questo articolo . Lo strumento per le onde al plasma di Voyager 2 ha finito per misurare densità del plasma che erano molto simili a quelle rilevate da Voyager 1. Poiché il plasma solare è così caldo (circa 1 milione di °C) e il plasma interstellare è incredibilmente freddo (appena 10.000 °C), la densità del plasma aumenta di un fattore compreso tra 20 e 50 mentre attraversi il confine. Questa è una caratteristica dei fluidi, che spesso formano confini molto netti, dice Gurnett.

Krimigis è rimasto particolarmente sorpreso dal fatto che entrambi i viaggiatori abbiano attraversato l'eliopausa alle stesse distanze relative (rispettivamente 121 UA e 119 UA). I modelli precedenti prevedevano fortemente che l'aumento dell'attività solare durante l'attraversamento della Voyager 1 nel 2012 avrebbe dovuto spingere più lontano il confine della bolla. Un periodo di bassa attività solare avrebbe dovuto far arretrare un po' l'eliopausa durante la traversata della Voyager 2 l'anno scorso. Il fatto che entrambi i veicoli spaziali abbiano lasciato il sistema solare più o meno alla stessa distanza, in due luoghi molto diversi, è fonte di confusione al momento.

3. La composizione dell'eliopausa stessa può variare in base alla località.

Voyager 2 ha anche fatto alcune osservazioni che non corrispondono a un confine netto, almeno non quello che ci aspetteremmo. Il più grande di questi sono le misurazioni del campo magnetico all'interno e all'esterno della bolla. Gli astronomi si aspettavano che la direzione del campo magnetico sarebbe stata molto diversa tra i due. Tuttavia, quando la Voyager 2 ha attraversato questa superficie sottile, non vi è stato sostanzialmente alcun cambiamento nella direzione del campo, qualcosa che ha osservato anche la Voyager 1, afferma Leonard Burlaga del Goddard Space Flight Center della NASA, autore principale di questo articolo . Allo stesso tempo, le osservazioni del campo magnetico su Voyager 2 suggeriscono che ha trovato un'eliopausa più sottile e semplice, piena di particelle meno energetiche, di quella che ha attraversato la Voyager 1. Ancora una volta, tutti questi dati presi insieme sollevano più domande di quante possano rispondere.

4. L'influenza del sole va oltre il sistema solare.

Il sole emette costantemente onde d'urto di plasma chiamate espulsioni di massa coronale (CME), che aiutano a modellare il resto del sistema solare. Si scopre che l'impatto del sole va oltre i suoi stessi confini. I nuovi dati di Voyager 2, come i precedenti di Voyager 1, mostrano come le CME si propagano oltre l'eliopausa e riducono la quantità di raggi cosmici oltre la bolla. Questo è in qualche modo simile a quello che potresti scoprire nella galassia, dice Gurnett. Anche le supernove inviano onde d'urto nella galassia, agitando il mezzo interstellare, anche se su una scala molto più intensa delle CME. Anche la formazione del sistema solare, secondo la maggior parte degli astronomi, è stata innescata da un'onda d'urto interstellare di una supernova, dice.

Se pensiamo al potenziale dei raggi cosmici di promuovere mutazioni biologiche nella vita sulla Terra, questi risultati supportano l'idea che il sole potrebbe anche avere un'influenza sull'evoluzione degli esseri viventi sui mondi extraterrestri, in questo sistema planetario e altrove.

5. Questa è stata l'ultima grande pietra miliare del programma Voyager.

Quando i due Voyager furono lanciati, l'era spaziale aveva solo 20 anni, dice Stone. Era difficile sapere a quel tempo che qualcosa potesse durare 40 anni.

Tuttavia, le osservazioni dell'eliopausa fanno davvero parte dell'ultimo evviva per entrambi i veicoli spaziali. Ogni sonda è alimentata da generatori termoelettrici radioisotopici riscaldati da plutonio-238. Quel materiale sta subendo un decadimento naturale. Sappiamo che in qualche modo, in altri cinque anni o giù di lì, potremmo non avere abbastanza potere per avere più strumenti scientifici su, dice Stone.

Le due missioni continueranno ad apprendere come l'eliosfera del sole interagisce con il mezzo interstellare e ci forniranno indizi su altri sistemi stellari. Crediamo che ogni stella abbia queste caratteristiche, afferma Stone. Quello che impariamo su questa eliosfera ci aiuterà a saperne di più sulle astrosfere di altre stelle.

Sebbene la NASA continui a monitorare, comunicare e raccogliere dati da entrambe le sonde Voyager, convertire questi dati in utili informazioni scientifiche è in gran parte responsabilità di scienziati con sede in diverse istituzioni negli Stati Uniti. Al momento non ci sono piani per un successore del programma Voyager (l'unico altro veicolo spaziale diretto a tali distanze, New Horizons, esaurirà la potenza a 90 UA), ma il successo delle missioni e le domande che sollevano ispireranno senza dubbio questi scienziati e ingegneri a presentare nuove proposte per studiare l'eliosfera e oltre.

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