Nuovi dati dal Cassini della NASA, Le missioni Voyager e Interstellar Boundary Explorer mostrano che l'eliosfera, la bolla dell'influenza magnetica del sole che circonda il sistema solare interno, potrebbe essere molto più compatta e arrotondata di quanto si pensasse in precedenza. L'immagine a sinistra mostra un modello compatto dell'eliosfera, supportato da questi ultimi dati, mentre l'immagine a destra mostra un modello alternativo con una coda estesa. La differenza principale è la mancanza di un trascinamento del nuovo modello, coda simile a una cometa su un lato dell'eliosfera. Questa coda è mostrata nel vecchio modello in azzurro. Credito:Dialynas, et al. (sinistra); NASA (a destra)
Nuovi dati dalla missione Cassini della NASA, combinato con le misurazioni dei due veicoli spaziali Voyager e dell'Interstellar Boundary Explorer della NASA, o IBEX, suggerisce che il nostro sole e i nostri pianeti sono circondati da un gigante, sistema arrotondato di campo magnetico dal sole, mettendo in discussione la visione alternativa dei campi magnetici solari che si trascinano dietro il sole sotto forma di una lunga coda di cometa.
Il sole rilascia un flusso costante di materiale solare magnetico, chiamato vento solare, che riempie il sistema solare interno, raggiungendo ben oltre l'orbita di Nettuno. Questo vento solare crea una bolla, circa 23 miliardi di miglia di diametro, chiamata eliosfera. Il nostro intero sistema solare, compresa l'eliosfera, si muove nello spazio interstellare. L'immagine prevalente dell'eliosfera era quella della struttura a forma di cometa, con testa tonda e coda allungata. Ma nuovi dati che coprono un intero ciclo di attività solare di 11 anni mostrano che potrebbe non essere così:l'eliosfera potrebbe essere arrotondata su entrambe le estremità, rendendo la sua forma quasi sferica. Un articolo su questi risultati è stato pubblicato in Astronomia della natura il 24 aprile, 2017.
"Invece di una prolungata, coda simile a una cometa, questa ruvida forma a bolla dell'eliosfera è dovuta al forte campo magnetico interstellare, molto più forte di quanto previsto in passato, unito al fatto che il rapporto tra la pressione delle particelle e la pressione magnetica all'interno dell'elioguaina è elevato, " disse Kostas Dialynas, uno scienziato spaziale presso l'Accademia di Atene in Grecia e autore principale dello studio.
Uno strumento su Cassini, che ha esplorato il sistema di Saturno per oltre un decennio, ha fornito agli scienziati nuovi indizi cruciali sulla forma dell'estremità finale dell'eliosfera, spesso chiamato heliotail. Quando le particelle cariche del sistema solare interno raggiungono il confine dell'eliosfera, a volte subiscono una serie di scambi di carica con atomi di gas neutri dal mezzo interstellare, rilasciando e riacquistando elettroni mentre viaggiano attraverso questa vasta regione di confine. Alcune di queste particelle vengono ritrasportate verso il sistema solare interno come atomi neutri in rapido movimento, che può essere misurato da Cassini.
Molte altre stelle mostrano code che si trascinano dietro come la coda di una cometa, sostenendo l'idea che anche il nostro sistema solare ne abbia uno. Però, nuove prove da Cassini della NASA, Le missioni Voyager e Interstellar Boundary Explorer suggeriscono che l'estremità finale del nostro sistema solare potrebbe non essere allungata in una lunga coda. Da in alto a sinistra e andando in senso antiorario, le stelle mostrate sono LLOrionis, BZ Cam e Mira. Credito:NASA/HST/R.Casalegno/GALEX
"Lo strumento Cassini è stato progettato per visualizzare gli ioni intrappolati nella magnetosfera di Saturno, "ha detto Tom Krimigis, uno strumento guidato dalle missioni Voyager e Cassini della NASA con sede presso il Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University a Laurel, Maryland, e un autore dello studio. "Non avremmo mai pensato di vedere quello che stiamo vedendo e di essere in grado di immaginare i confini dell'eliosfera".
Poiché queste particelle si muovono a una piccola frazione della velocità della luce, i loro viaggi dal sole al confine dell'eliosfera e ritorno richiedono anni. Quindi, quando il numero di particelle provenienti dal sole cambia, di solito come risultato del suo ciclo di attività di 11 anni, ci vogliono anni prima che ciò si rifletta nella quantità di atomi neutri che ritornano nel sistema solare.
Le nuove misurazioni di Cassini di questi atomi neutri hanno rivelato qualcosa di inaspettato:le particelle provenienti dalla coda dell'eliosfera riflettono i cambiamenti nel ciclo solare quasi esattamente alla stessa velocità di quelle provenienti dal naso dell'eliosfera.
"Se la 'coda' dell'eliosfera è distesa come una cometa, ci aspetteremmo che i modelli del ciclo solare si rivelino molto più tardi negli atomi neutri misurati, " disse Crimigi.
Nuovi dati dal Cassini della NASA, Le missioni Voyager e Interstellar Boundary Explorer mostrano che l'eliosfera, la bolla dell'influenza magnetica del sole che circonda il sistema solare interno, potrebbe essere molto più compatta e arrotondata di quanto si pensasse in precedenza. Questa illustrazione mostra un modello compatto dell'eliosfera, supportato da questi ultimi dati. La principale differenza tra questo e i modelli precedenti è la mancanza di trascinamento nel nuovo modello, coda simile a una cometa su un lato dell'eliosfera. Credito:Dialynas, et al.
Ma poiché i modelli dell'attività solare si manifestano nelle particelle di coda altrettanto rapidamente di quelli del naso, ciò implica che la coda è circa alla stessa distanza da noi del naso. Ciò significa che a lungo, coda simile a una cometa che gli scienziati hanno immaginato potrebbe non esistere affatto, invece, l'eliosfera può essere quasi rotonda e simmetrica.
Un'eliosfera arrotondata potrebbe derivare da una combinazione di fattori. I dati di Voyager 1 mostrano che il campo magnetico interstellare oltre l'eliosfera è più forte di quanto gli scienziati pensassero in precedenza, il che significa che potrebbe interagire con il vento solare ai bordi dell'eliosfera e compattare la coda dell'eliosfera.
La struttura dell'eliosfera gioca un ruolo importante nel modo in cui le particelle provenienti dallo spazio interstellare, chiamate raggi cosmici, raggiungono il sistema solare interno, dove si trovano la Terra e gli altri pianeti.
"Questi dati che Voyager 1 e 2, Cassini e IBEX forniscono alla comunità scientifica una manna per studiare i confini del vento solare, "ha detto Arik Posner, Voyager e scienziato del programma IBEX presso la sede della NASA a Washington, DC, che non è stato coinvolto in questo studio. "Mentre continuiamo a raccogliere dati dai bordi dell'eliosfera, questi dati ci aiuteranno a comprendere meglio il confine interstellare che aiuta a proteggere l'ambiente terrestre dai dannosi raggi cosmici".
