Un anno fa, il 5 novembre 2018, Il Voyager 2 della NASA è diventato solo il secondo veicolo spaziale nella storia a lasciare l'eliosfera, la bolla protettiva di particelle e campi magnetici creata dal nostro Sole. A una distanza di circa 11 miliardi di miglia (18 miliardi di chilometri) dalla Terra, ben oltre l'orbita di Plutone, il Voyager 2 era entrato nello spazio interstellare, o la regione tra le stelle. Oggi, cinque nuovi articoli di ricerca sulla rivista Astronomia della natura descrivere ciò che gli scienziati hanno osservato durante e dopo la storica traversata di Voyager 2.

Ogni documento descrive in dettaglio i risultati di uno dei cinque strumenti di scienze operative di Voyager 2:un sensore di campo magnetico, due strumenti per rilevare particelle energetiche in diversi intervalli di energia e due strumenti per studiare il plasma (un gas composto da particelle cariche). Presi insieme, i risultati aiutano a dipingere un quadro di questo litorale cosmico, dove finisce l'ambiente creato dal nostro Sole e inizia il vasto oceano dello spazio interstellare.

L'eliosfera del Sole è come una nave che naviga nello spazio interstellare. Sia l'eliosfera che lo spazio interstellare sono pieni di plasma, un gas a cui alcuni dei suoi atomi sono stati privati ​​dei loro elettroni. Il plasma all'interno dell'eliosfera è caldo e sparso, mentre il plasma nello spazio interstellare è più freddo e più denso. Lo spazio tra le stelle contiene anche i raggi cosmici, o particelle accelerate dall'esplosione di stelle. Voyager 1 ha scoperto che l'eliosfera protegge la Terra e gli altri pianeti da oltre il 70% di quella radiazione.

Quando la Voyager 2 è uscita dall'eliosfera l'anno scorso, gli scienziati hanno annunciato che i suoi due rilevatori di particelle energetiche hanno notato cambiamenti drammatici:il tasso di particelle eliosferiche rilevate dagli strumenti è crollato, mentre la velocità dei raggi cosmici (che tipicamente hanno energie più elevate delle particelle eliosferiche) è aumentata drammaticamente ed è rimasta elevata. I cambiamenti hanno confermato che la sonda era entrata in una nuova regione dello spazio.

Prima che Voyager 1 raggiungesse il limite dell'eliosfera nel 2012, gli scienziati non sapevano esattamente quanto fosse lontano questo confine dal Sole. Le due sonde sono uscite dall'eliosfera in luoghi diversi e anche in momenti diversi nel ripetersi costantemente, ciclo solare di circa 11 anni, nel corso del quale il Sole attraversa un periodo di alta e bassa attività. Gli scienziati si aspettavano che il bordo dell'eliosfera, chiamato l'eliopausa, può muoversi al variare dell'attività del Sole, una specie di polmone che si espande e si contrae con il respiro. Ciò era coerente con il fatto che le due sonde incontrarono l'eliopausa a diverse distanze dal Sole.

I nuovi documenti ora confermano che Voyager 2 non è ancora nello spazio interstellare indisturbato:come il suo gemello, Viaggiatore 1, Voyager 2 sembra trovarsi in una regione di transizione perturbata appena oltre l'eliosfera.

"Le sonde Voyager ci stanno mostrando come il nostro Sole interagisce con le cose che riempiono la maggior parte dello spazio tra le stelle nella galassia della Via Lattea, " ha detto Ed Stone, scienziato del progetto per Voyager e professore di fisica al Caltech. "Senza questi nuovi dati da Voyager 2, non sapremmo se ciò che stavamo vedendo con la Voyager 1 fosse caratteristico dell'intera eliosfera o specifico solo per la posizione e l'ora in cui è attraversata."

Spingendo attraverso il plasma

I due veicoli spaziali Voyager hanno ora confermato che il plasma nello spazio interstellare locale è significativamente più denso del plasma all'interno dell'eliosfera, come gli scienziati si aspettavano. Voyager 2 ha anche misurato la temperatura del plasma nello spazio interstellare vicino e ha confermato che è più freddo del plasma all'interno dell'eliosfera.

Nel 2012, Il Voyager 1 ha osservato una densità di plasma leggermente superiore al previsto appena fuori dall'eliosfera, indicando che il plasma viene in qualche modo compresso. Il Voyager 2 ha osservato che il plasma al di fuori dell'eliosfera è leggermente più caldo del previsto, che potrebbe anche indicare che è in fase di compressione. (Il plasma all'esterno è ancora più freddo del plasma all'interno.) Il Voyager 2 ha anche osservato un leggero aumento della densità del plasma appena prima che uscisse dall'eliosfera, indicando che il plasma è compresso attorno al bordo interno della bolla. Ma gli scienziati non hanno ancora compreso appieno cosa stia causando la compressione su entrambi i lati.

Particelle che perdono

Se l'eliosfera è come una nave che naviga nello spazio interstellare, sembra che lo scafo sia un po' che perde. Uno degli strumenti per le particelle di Voyager ha mostrato che un rivolo di particelle dall'interno dell'eliosfera sta scivolando attraverso il confine e nello spazio interstellare. La Voyager 1 è uscita vicino al "fronte" dell'eliosfera, rispetto al movimento della bolla nello spazio. Viaggiatore 2, d'altra parte, si trova più vicino al fianco, e questa regione sembra essere più porosa della regione in cui si trova Voyager 1.

Mistero del campo magnetico

Un'osservazione dello strumento del campo magnetico di Voyager 2 conferma un risultato sorprendente di Voyager 1:Il campo magnetico nella regione appena oltre l'eliopausa è parallelo al campo magnetico all'interno dell'eliosfera. Con Voyager 1, gli scienziati avevano solo un campione di questi campi magnetici e non potevano dire con certezza se l'allineamento apparente fosse caratteristico dell'intera regione esterna o solo una coincidenza. Le osservazioni del magnetometro di Voyager 2 confermano la scoperta di Voyager 1 e indicano che i due campi si allineano, secondo Stone.

Le sonde Voyager lanciate nel 1977, ed entrambi volarono da Giove e Saturno. Il Voyager 2 ha cambiato rotta su Saturno per volare vicino a Urano e Nettuno, eseguendo gli unici sorvoli ravvicinati di quei pianeti nella storia. Le sonde Voyager hanno completato il loro Grand Tour dei pianeti e hanno iniziato la loro missione interstellare per raggiungere l'eliopausa nel 1989. Voyager 1, la più veloce delle due sonde, è attualmente a oltre 13,6 miliardi di miglia (22 miliardi di chilometri) dal Sole, mentre Voyager 2 è a 11,3 miliardi di miglia (18,2 miliardi di chilometri) dal Sole. La luce impiega circa 16,5 ore per viaggiare dalla Voyager 2 alla Terra. A confronto, la luce che viaggia dal Sole impiega circa otto minuti per raggiungere la Terra.