Attualmente, la comunità scientifica non riesce a raggiungere un consenso sui confini o sui contorni di questo spazio protetto e sta esplorando concetti di missione per una sonda interstellare che viaggi oltre la sfera di influenza del sole per rispondere a queste domande.

Uno studio condotto dall'Università del Michigan pubblicato su Frontiers in Astronomy and Space Sciences fornisce raccomandazioni per massimizzare le misurazioni scientifiche per comprendere meglio le dimensioni e la forma della nostra casa nell'eliosfera dall'esterno.

"Senza una tale missione, siamo come pesci rossi che cercano di comprendere l'acquario dall'interno", ha affermato Sarah A. Spitzer, ricercatrice post-dottorato presso la UM e prima autrice dello studio.

"Vogliamo sapere come l'eliosfera protegge gli astronauti e la vita in generale dalle dannose radiazioni galattiche, ma è difficile farlo quando ancora non conosciamo nemmeno la forma del nostro scudo", ha affermato Marc Kornbleuth, ricercatore presso l'Università di Boston. e coautore dello studio.

Secondo lo studio, la migliore via di uscita possibile è attraverso il lato della coda dell'eliosfera.

L’interazione dell’eliosfera con il mezzo interstellare locale – un materiale fatto di plasma, polvere e particelle neutre che riempie lo spazio tra le astrosfere – forma la forma della nostra eliosfera e influenza la composizione dell’ambiente spaziale all’interno del sistema solare, compreso vicino alla Terra. . Attualmente, i modelli prevedono che l'eliosfera possa formare forme sferiche, allungate e a forma di mezzaluna.

Nessuna determinazione definitiva della forma dell'eliosfera può essere effettuata senza ulteriori misurazioni al di fuori dell'eliosfera.

"Una futura missione di sonda interstellare sarà la nostra prima opportunità di vedere veramente la nostra eliosfera, la nostra casa, dall'esterno, e di comprendere meglio la sua posizione nel mezzo interstellare locale", ha affermato Spitzer.

Finora, le navicelle Voyager 1 e 2 sono le uniche missioni ad aver potenzialmente lasciato l’eliosfera. Ora, 46 anni dopo il suo lancio nel 1977, la navicella spaziale è ben oltre la durata della missione prevista e non è più in grado di fornire misurazioni complete del plasma necessarie per migliorare la nostra comprensione dei confini dell'eliosfera.

Una futura missione di sonda interstellare mira a viaggiare oltre l’eliosfera per raccogliere campioni dal mezzo interstellare locale. Un rapporto sul concetto di missione del 2021 che coinvolge la collaborazione di oltre 1.000 scienziati ha discusso il carico utile, il veicolo di lancio e gli aspetti tecnici delle varie traiettorie. Tuttavia, questo rapporto presuppone che una traiettoria della sonda vicino a 45 gradi dal naso dell'eliocoda, o dalla parte anteriore del movimento direzionale del sole, sia ottimale.

Sfidando questo presupposto, il gruppo di ricerca ha analizzato il merito scientifico di sei possibili traiettorie della sonda interstellare che vanno dalle direzioni verso il naso verso la coda. I ricercatori hanno concluso che una traiettoria che interseca il fianco eliosferico verso la coda fornirebbe la migliore prospettiva sulla forma dell'eliosfera e massimizzerebbe i risultati scientifici.

"Se vuoi scoprire quanto si estende la tua casa, uscire dalla porta principale e scattare una foto dal marciapiede probabilmente non è la soluzione migliore. Il modo migliore è uscire dalla porta laterale in modo da poter vedere quanto tempo è da davanti a dietro," ha detto Kornbleuth.

Inoltre, i modelli suggeriscono che il plasma interstellare potrebbe essere iniettato direttamente nell’eliosfera attraverso la coda, offrendo l’opportunità di campionare il plasma interstellare sia all’interno che all’esterno della nostra eliosfera. Per comprendere meglio l'interazione dell'eliosfera con il mezzo interstellare, i ricercatori raccomandano anche di raccogliere misurazioni scientifiche nelle future missioni ai margini estremi dell'eliosfera.

"Questa analisi ha richiesto molta perseveranza. È iniziata in piccolo ed è diventata una grande risorsa per la comunità", ha affermato Susan Lepri, professoressa di scienze climatiche e spaziali e ingegneria presso la UM e ultima autrice dello studio.

Nel suo viaggio di 46 anni, la navicella spaziale Voyager ha viaggiato a circa 163 unità astronomiche (15,2 miliardi di miglia) di distanza dalla Terra. Guardando al futuro, una futura sonda interstellare sarà progettata per una missione di 50 anni destinata a viaggiare per circa 400 unità astronomiche e potrebbe durare anche fino a circa 1.000 unità astronomiche, fornendo una visione senza precedenti della nostra eliosfera e del mezzo interstellare oltre.