Ingegneri e scienziati riuniti attorno a uno schermo in una sala operativa del Naval Research Laboratory di Washington, DC, desiderosi di posare gli occhi sui primi dati del veicolo spaziale STEREO della NASA. Era il gennaio 2007, e i due satelliti STEREO, abbreviazione di Solar and Terrestrial Relations Observatory, lanciati pochi mesi prima, stavano aprendo gli occhi dei loro strumenti per la prima volta. Primo in alto:STEREO-B. Lo schermo sbatté le palpebre, ma invece del vasto campo di stelle che si aspettavano, un bianco perlato, una macchia piumata, come l'ala di un angelo, riempiva la cornice. Per alcuni minuti di panico, L'astrofisico della NRL Karl Battams temeva che ci fosse qualcosa che non andava nel telescopio. Quindi, si rese conto che questo oggetto luminoso non era un difetto, ma un'apparizione, e queste furono le prime immagini satellitari della cometa McNaught. Più tardi quel giorno, STEREO-A restituirebbe osservazioni simili.

Cometa C/2006 P1, nota anche come cometa McNaught, chiamato per l'astronomo Robert McNaught, che l'ha scoperta nell'agosto 2006, era una delle comete più luminose visibili dalla Terra negli ultimi 50 anni. Per tutto gennaio 2007, la cometa sventolò nel cielo dell'emisfero australe, così luminoso da essere visibile ad occhio nudo anche di giorno. McNaught appartiene a un gruppo rarefatto di comete, soprannominate le Grandi Comete e note per la loro eccezionale luminosità. Mettendo McNaught ancora più lontano dai suoi coetanei, però, era la sua coda altamente strutturata, composto da molte bande di polvere distinte chiamate strie, o striature, che si estendeva per più di 100 milioni di miglia dietro la cometa, maggiore della distanza tra la Terra e il Sole. Un mese dopo, nel febbraio 2007, una navicella spaziale dell'ESA (Agenzia spaziale europea) e della NASA chiamata Ulysses incontrerebbe la lunga coda della cometa.

"McNaught è stato un grande affare quando è arrivato perché era così ridicolmente luminoso e bello nel cielo, "Ha detto Battams. "Aveva queste strie, dita polverose che si estendevano su un'enorme distesa di cielo. Strutturalmente, è una delle comete più belle che abbiamo visto da decenni".

Come esattamente la coda si è rotta in questo modo, gli scienziati non lo sapevano. Ha richiamato alla mente i resoconti di un'altra leggendaria cometa di molto tempo fa:la Grande Cometa del 1744, che si diceva si fosse drammaticamente allargato in sei code all'orizzonte, un fenomeno che gli astronomi allora non potevano spiegare. Sbrogliando il mistero della coda di McNaught, gli scienziati speravano di imparare qualcosa di nuovo sulla natura delle comete e di risolvere due misteri cosmici in uno.

Una differenza fondamentale tra lo studio delle comete nel 1744 e nel 2007 è, Certo, la nostra capacità di farlo dallo spazio. Oltre all'avvistamento fortuito di STEREO, un'altra missione, Il SOHO dell'ESA/NASA, l'Osservatorio solare ed eliosferico, ha effettuato osservazioni regolari mentre McNaught sorvolava il Sole. I ricercatori speravano che queste immagini potessero contenere le loro risposte.

Ora, anni dopo, Oliver Prezzo, un dottorato di ricerca in scienze planetarie. studente presso il Mullard Space Science Laboratory della University College di Londra nel Regno Unito, ha sviluppato una nuova tecnica di elaborazione delle immagini per estrarre la ricchezza di dati. I risultati di Price, riassunti in un articolo pubblicato di recente Icaro carta—offrire le prime osservazioni sulla formazione di striature, e una rivelazione inaspettata sull'effetto del Sole sulla polvere di cometa.

Le comete sono briciole cosmiche di gas ghiacciato, roccia e polvere rimaste dalla formazione del nostro sistema solare 4,6 miliardi di anni fa, e quindi potrebbero contenere importanti indizi sulla storia antica del nostro sistema solare. Questi indizi sono sbloccati, come da una capsula del tempo, ogni volta che l'orbita ellittica di una cometa la avvicina al Sole. Il calore intenso vaporizza i gas congelati e rilascia la polvere all'interno, che scorre dietro la cometa, formando due code distinte:una coda di ioni trasportata dal vento solare, il flusso costante di particelle cariche dal Sole, e una coda di polvere.

Capire come si comporta la polvere nella coda, come si frammenta e si aggrega, può insegnare molto agli scienziati su processi simili che hanno formato la polvere in asteroidi, lune e persino pianeti tutti quei miliardi di anni fa. Apparendo come una delle comete più grandi e strutturalmente complesse della storia recente, McNaught era un soggetto particolarmente buono per questo tipo di studio. La sua brillantezza e l'elevata produzione di polvere hanno reso molto più facile risolvere l'evoluzione delle strutture fini nella sua coda di polvere.

Price ha iniziato il suo studio concentrandosi su qualcosa che gli scienziati non potevano spiegare. "Il mio supervisore e io abbiamo notato strani avvenimenti nelle immagini di queste striature, un'interruzione nelle linee altrimenti pulite, " ha detto. "Ho deciso di indagare su cosa potrebbe essere successo per creare questo strano effetto".

La spaccatura sembrava trovarsi nel foglio di corrente eliosferica, un confine dove l'orientamento magnetico, o polarità, del vento solare elettrificato cambia direzione. Questo ha lasciato perplessi gli scienziati perché mentre sapevano da tempo che la coda ionica di una cometa è influenzata dal vento solare, non avevano mai visto il vento solare impattare le code di polvere prima.

La polvere nella coda di McNaught, grosso modo delle dimensioni del fumo di sigaretta, è troppo pesante, gli scienziati pensavano, per il vento solare per spingere intorno. D'altra parte, la minuscola coda di ioni, ioni ed elettroni caricati elettricamente navigano facilmente lungo il vento solare. Ma era difficile dire esattamente cosa stesse succedendo con la polvere di McNaught, e dove, perché a circa 60 miglia al secondo, la cometa stava viaggiando rapidamente dentro e fuori dalla vista di STEREO e SOHO.

"Abbiamo ottenuto set di dati davvero buoni con questa cometa, ma provenivano da telecamere diverse su veicoli spaziali diversi, che sono tutti in posti diversi, " Price ha detto. "Stavo cercando un modo per mettere tutto insieme per avere un quadro completo di ciò che sta accadendo nella coda".

La sua soluzione è stata una nuova tecnica di elaborazione delle immagini che compila tutti i dati di diversi veicoli spaziali utilizzando una simulazione della coda, dove la posizione di ogni minuscolo granello di polvere è mappata dalle condizioni solari e dalle caratteristiche fisiche come le sue dimensioni e l'età, o quanto tempo era passato da quando era volato via dalla testa, o coma, della cometa. Il risultato finale è ciò che Price ha soprannominato una mappa temporale, che stratifica le informazioni da tutte le immagini scattate in un dato momento, permettendogli di seguire i movimenti della polvere.

Le mappe temporali consentivano a Price di osservare le striature formarsi nel tempo. I suoi video, che coprono l'arco di due settimane, sono i primi a tracciare la formazione e l'evoluzione di queste strutture, mostrando come i frammenti di polvere si rovesciano dalla testa della cometa e collassano in lunghe striature.

Ma i ricercatori erano molto entusiasti di scoprire che le mappe di Price hanno reso più facile spiegare lo strano effetto che ha attirato la loro attenzione sui dati in primo luogo. Infatti, l'attuale foglio è stato il colpevole dietro le interruzioni nella coda di polvere, rompendo ogni striatura è liscia, linee distinte. Per i due giorni ci sono voluti l'intera lunghezza della cometa per attraversare il foglio corrente, ogni volta che la polvere incontrava le mutevoli condizioni magnetiche lì, è stato scaraventato fuori posizione, come se attraversassimo un dosso cosmico.

"È come se le piume della striatura fossero arruffate quando attraversa il foglio corrente, Lo scienziato planetario dell'University College di Londra Geraint Jones ha detto. "Se immagini un'ala con molte piume, mentre l'ala attraversa il lenzuolo, le estremità più chiare delle piume si deformano. Per noi, questa è una prova evidente che la polvere è caricata elettricamente, e che il vento solare sta influenzando il movimento di quella polvere."

Gli scienziati sanno da tempo che il vento solare influenza la polvere carica; missioni come Galileo Cassini, e Ulisse lo osservò muovere polvere caricata elettricamente attraverso lo spazio vicino a Giove e Saturno. Ma è stata una sorpresa per loro vedere il vento solare colpire granelli di polvere più grandi come quelli nella coda di McNaught, circa 100 volte più grandi della polvere che si vede espulsa da Giove e Saturno, perché sono molto più pesanti da spingere dal vento solare. in giro.

Con questo studio, gli scienziati acquisiscono nuove intuizioni su misteri di vecchia data. Il lavoro fa luce sulla natura delle code di comete striate del passato e fornisce una lente cruciale per studiare altre comete in futuro. Ma apre anche una nuova linea di domande:quale ruolo ha avuto il Sole nella formazione del nostro sistema solare e nella storia antica?

"Ora che vediamo che il vento solare ha cambiato la posizione dei granelli di polvere nella coda di McNaught, possiamo chiedere:potrebbe essere stato il caso che all'inizio della storia del sistema solare, anche il vento solare ha avuto un ruolo nell'organizzazione della polvere antica?" ha detto Jones.