domenica 31 dicembre 2017

Tracce di Via Lattea sulla Terra

Il sistema solare, assieme alla terra, ai pianeti e alle comete, si muove attraverso una nube galattica ad una velocità di 80.000 km all'ora.
Questa corsa sfrenata crea un vento interstellare di particelle, alcune delle quali possono arrivare fino alla Terra e fornire informazioni sul nostro circondario galattico. Sono vere e proprie tracce di Via Lattea.

I cosmologi hanno raccolto queste particelle attraverso diverse missioni come per esempio la sonda IBEX della NASA, la sonda Ulysses, il programma SOLARD, la sonda Mariner, oppure ancora con la sonda MESSENGER in orbita attorno a Mercurio.

Rielaborando i dati raccolti da 11 sonde spaziali negli ultimi 40 anni è emerso chiaramente che dalla prospettiva terrestre, questo vento interstellare fluisce da un punto appena al di sopra della costellazione dello Scorpione. E le analisi mostrano che questa direzione è cambiata da 4 a 9 gradi dagli anni '70.
Proprio così, come succede al vento nel bel mezzo di una tempesta, gli scienziati hanno scoperto che le particelle che fluiscono nel sistema solare dallo spazio interstellare hanno cambiato direzione negli ultimi 40 anni. Tali informazioni possono aiutarci a tracciare il nostro posto all'interno della galassia che ci circonda e aiutarci a capire il nostro posto nello spazio.

L'impronta del vento interstellare che scorre nel'eliosfera, la vasta bolla riempita dal vento solare: flusso costante di particelle emesse dal sole, è uno dei modi in cui gli scienziati possono osservare ciò che si trova appena al di fuori della nostra casa, nella galassia attraverso cui viaggia il sistema solare.
L'eliosfera si trova vicino al bordo interno di una nube interstellare, ed entrambe si sfiorano "strofinando" i propri bordi. E' proprio questo movimento movimento a creare un vento di atomi interstellari neutri, come l'elio, che soffiano fino sulla Terra.

I primi dati storici sul vento interstellare provengono dagli anni '70 dal Programma di Test dello Spazio del Dipartimento di Difesa degli Stati Uniti 72-1 e dal SOLRAD 11B, dal Mariner della NASA e dal Prognoz 6 (Russo).
Gli strumenti sono migliorati molto dagli anni '70 ai nostri giorni, e confrontando le informazioni di diversi campioni osservativi, i ricercatori hanno acquisito confidenza con i risultati di quei primi dati.

Tutti questi dati mostrano che la direzione del vento interstellare è cambiata da 4 a 9 gradi negli ultimi 40 anni.
In precedenza pensavamo che il mezzo interstellare locale fosse molto costante, invece questi risultati mostrano che è altamente dinamico. Così come lo è l'interazione l'eliosfera e la nube galattica che confina con il sistema solare.

Anche se la ragione di questo cambiamento nella direzione del flusso galattico non è ancora chiaro, gli scienziati sanno con certezza che il nostro sistema solare si trova vicino al bordo della nube interstellare locale. Una tale area della galassia potrebbe subire turbolenze e, mentre ci muoviamo attraverso lo spazio, l'eliosfera potrebbe essere esposta a diverse direzioni del vento.

Ma come si misurano queste tracce provenienti dalla Via Lattea?
Le varie serie di osservazioni si basavano su tre diversi metodi per misurare il vento interstellare in arrivo. IBEX e Ulisse misurano direttamente gli atomi di elio neutro mentre attraversano il sistema solare interno. Le misurazioni dell'IBEX sono fatte vicino alla Terra, mentre le misure di Ulisse raggiungono l'orbita di Giove.

Le prime misurazioni degli anni '70 hanno osservato la fluorescenza che si verifica quando l'estrema radiazione ultravioletta proveniente dal sole si disperde dal vento dell'elio interstellare che passa dal sole. Gli atomi di elio neutri vengono catturati dalla gravità del sole, formando un cono di messa a fuoco. Quando le radiazioni del sole rimbalzano su questi atomi, emettono luce. Misurare la luce fornisce informazioni sulla direzione di afflusso di elio.

La terza tecnica per misurare il vento di elio si basa sul fatto che dopo questa interazione con la radiazione solare, una frazione di atomi di elio neutri ottengono un elettrone e quindi si caricano. Molti strumenti nello spazio sono studiati per analizzare particelle cariche, come gli strumenti STEREO della NASA e ACE. Tali strumenti possono misurare la direzione longitudinale del vento delle particelle, fornendo un'ultima serie di osservazioni storiche per completare l'immagine.