Lo strumento SWAP a bordo della navicella spaziale New Horizons della NASA ha confermato che il vento solare rallenta man mano che si allontana dal Sole. Questo schema dell'eliosfera mostra che il vento solare inizia a rallentare a una distanza radiale di circa 4 AU dal Sole e continua a rallentare mentre si muove verso il sistema solare esterno e raccoglie materiale interstellare. Le attuali estrapolazioni rivelano che lo shock di terminazione potrebbe essere attualmente più vicino di quanto trovato dalla sonda Voyager. Però, l'aumento dell'attività solare espanderà presto l'eliosfera e spingerà lo shock di terminazione più lontano, possibilmente alla gamma 84-94 AU incontrata dalla navicella spaziale Voyager. Credito:cifra per gentile concessione del Southwest Research Institute; rendering dell'artista di sfondo della NASA e dell'Adler Planetarium
Le misurazioni effettuate dallo strumento Solar Wind Around Pluto (SWAP) a bordo della navicella spaziale New Horizons della NASA stanno fornendo importanti nuove intuizioni da alcuni dei più remoti angoli di spazio mai esplorati. In un articolo recentemente pubblicato su Giornale Astrofisico , un team guidato dal Southwest Research Institute mostra come il vento solare, il flusso supersonico di particelle cariche espulse dal Sole, si evolve a distanze crescenti dal Sole.
"In precedenza, solo le missioni Pioneer 10 e 11 e Voyager 1 e 2 hanno esplorato il sistema solare esterno e l'eliosfera esterna, ma ora New Horizons lo sta facendo con strumenti scientifici più moderni, " ha detto la dottoressa Heather Elliott, uno scienziato del personale presso SwRI, Vice Principal Investigator dello strumento SWAP e autore principale del documento. "L'influenza del nostro Sole sull'ambiente spaziale si estende ben oltre i pianeti esterni, e SWAP ci sta mostrando nuovi aspetti di come quell'ambiente cambia con la distanza."
Il vento solare riempie una regione di spazio simile a una bolla che comprende il nostro sistema solare, chiamata eliosfera. A bordo di New Horizons, SWAP raccoglie dettagli, misurazioni giornaliere del vento solare e di altri componenti chiave chiamati "ioni di raccolta interstellari" nell'eliosfera esterna. Questi ioni pickup interstellari vengono creati quando materiale neutro proveniente dallo spazio interstellare entra nel sistema solare e viene ionizzato dalla luce del Sole o dalle interazioni di scambio di carica con gli ioni del vento solare.
Man mano che il vento solare si allontana dal Sole, incontra una quantità crescente di materiale proveniente dallo spazio interstellare. Quando il materiale interstellare viene ionizzato, il vento solare raccoglie il materiale e, ricercatori hanno teorizzato, rallenta e si riscalda in risposta. SWAP ha ora rilevato e confermato questo effetto previsto.
Il team SWAP ha confrontato le misurazioni della velocità del vento solare di New Horizons da 21 a 42 unità astronomiche con le velocità a 1 UA sia dal veicolo spaziale Advanced Composition Explorer (ACE) che dal Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO). (Un AU è uguale alla distanza tra il Sole e la Terra.) Di 21 AU, sembrava che SWAP potesse rilevare il rallentamento del vento solare in risposta alla raccolta di materiale interstellare. Però, quando New Horizons ha viaggiato oltre Plutone, tra 33 e 42 UA, il vento solare è stato del 6-7% più lento rispetto alla distanza di 1 AU, confermando l'effetto.
Oltre a confermare il rallentamento del vento solare a grandi distanze, il cambiamento nella temperatura e nella densità del vento solare potrebbe anche fornire un mezzo per stimare quando New Horizons si unirà alla navicella spaziale Voyager dall'altra parte dello shock di terminazione, la marcatura del confine in cui il vento solare rallenta a una velocità inferiore alla velocità del suono mentre si avvicina al mezzo interstellare. La Voyager 1 ha attraversato lo shock di terminazione nel 2004 a 94 AU, seguito da Voyager 2 nel 2007 a 84 AU. Sulla base degli attuali livelli inferiori di attività solare e di pressioni del vento solare inferiori, si prevede che lo shock di terminazione si sia avvicinato al Sole dopo le traversate della Voyager. L'estrapolazione delle tendenze attuali nelle misurazioni di New Horizons indica anche che lo shock di terminazione potrebbe ora essere più vicino rispetto a quando è stato intersecato da Voyager. Al più presto, New Horizons raggiungerà lo shock di terminazione a metà degli anni '20. All'aumentare dell'attività del ciclo solare, l'aumento della pressione probabilmente espanderà l'eliosfera. Ciò potrebbe spingere lo shock di terminazione alla gamma 84-94 AU trovata dalla navicella spaziale Voyager prima che New Horizons abbia il tempo di raggiungere lo shock di terminazione.
Il viaggio di New Horizons attraverso l'eliosfera esterna contrasta con quello di Voyager in quanto l'attuale ciclo solare è mite rispetto al ciclo solare molto attivo che Voyager ha sperimentato nell'eliosfera esterna. Oltre a misurare il vento solare, Lo SWAP di New Horizons è estremamente sensibile e misura simultaneamente i bassi flussi di ioni pickup interstellari con una risoluzione temporale senza precedenti e un'ampia copertura spaziale. New Horizons è anche l'unico veicolo spaziale nel vento solare oltre Marte (1,5 UA) e, di conseguenza, l'unico veicolo spaziale che misura le interazioni tra il vento solare e il materiale interstellare nell'eliosfera esterna durante l'attuale ciclo solare mite. New Horizons è in corsa per essere la prima navicella spaziale a misurare sia il vento solare che gli ioni di raccolta interstellari allo shock di terminazione.
"New Horizons ha notevolmente migliorato la nostra conoscenza di oggetti planetari distanti, ed è giusto che ora riveli anche nuove conoscenze sul nostro Sole e sulla sua eliosfera, ", ha affermato il Dr. Alan Stern, ricercatore principale di New Horizons, della SwRI.
Il documento "Rallentamento del vento solare nell'eliosfera esterna" di Elliott, DJ McComas, E.J. Zirnstein, B.M. Randol, PAPÀ. Delamere, G. Livadiotis, F. Bagenal, N.P. Barnes, S.A. Stern, LA giovane, CB Olkin, J. Spencer, H.A. Tessitore, K. Ennico, G.R. Gladstone, e C.W. Smith, è stato pubblicato l'11 novembre su The Giornale Astrofisico .
