GRAZIE AI DATI RACCOLTI DA IBEX IN UN CICLO SOLARE COMPLETO

La prima mappa tridimensionale dell’eliosfera

Utilizzando i dati raccolti tra il 2010 e il 2019 dal satellite Ibex della Nasa, per la prima volta è stato mappato il confine dell'eliosfera, la regione dello spazio che circonda il Sole nella quale la densità del vento solare è maggiore di quella della materia interstellare. Per fare questa misurazione, gli scienziati hanno usato una tecnica simile a quella impiegata dai pipistrelli per “vedere” le pareti di una grotta. Tutti i dettagli su ApJ

     16/06/2021
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Un diagramma della nostra eliosfera. Per la prima volta, gli scienziati hanno mappato l’eliopausa, che è il confine tra l’eliosfera (marrone) e lo spazio interstellare (blu scuro). Crediti: Nasa/Ibex/Adler Planetarium

Per la prima volta è stato mappato il confine dell’eliosfera, una “bolla” creata dal vento solare che si estende dal Sole fino allo spazio interstellare e protegge la Terra dalle radiazioni interstellari pericolose. La misura ha permesso agli scienziati di comprendere meglio come interagiscono il vento solare e quello interstellare. «Per anni, i modelli fisici hanno teorizzato questo confine», spiega Dan Reisenfeld del Los Alamos National Laboratory, primo autore dell’articolo pubblicato su Astrophysical Journal. «Questa è la prima volta che siamo stati in grado di misurarlo e crearne una mappa tridimensionale».

Reisenfeld e altri scienziati hanno utilizzato i dati del satellite Interstellar Boundary Explorer (Ibex) della Nasa, in orbita attorno alla Terra, che rileva le particelle che provengono dall’elioguaina, lo strato limite tra il Sistema solare e lo spazio interstellare. Il team è stato in grado di mappare il confine di questa zona, chiamata eliopausa. Qui, il vento solare che “soffia” verso lo spazio interstellare, si scontra con il vento interstellare che “soffia” verso il Sole.

Per fare questa misurazione, hanno usato una tecnica simile a quella utilizzata dai pipistrelli per “vedere” le pareti di una grotta. «Proprio come i pipistrelli inviano impulsi sonar in ogni direzione e usano il segnale di ritorno per creare una mappa mentale di ciò che li circonda, abbiamo usato il vento solare, che esce dal Sole in tutte le direzioni, per creare una mappa dell’eliosfera», spiega Reisenfeld.

La prima mappa tridimensionale del confine tra il Sistema solare e lo spazio interstellare, una regione nota come eliopausa. Crediti: Los Alamos National Laboratory

Lo hanno fatto utilizzando la misurazione del satellite Ibex degli atomi neutri energetici (Ena) che risultano dalle collisioni tra le particelle del vento solare e quelle del vento interstellare. L’intensità di tale segnale dipende dall’intensità del vento solare che colpisce l’elioguaina. Quando un’onda colpisce il confine, il conteggio degli Ena aumenta e Ibex è in grado di rilevarlo. «Il segnale del vento solare inviato dal Sole varia in intensità, dando origine a un pattern unico», ha spiegato Reisenfeld. «Ibex vedrà lo stesso pattern nel segnale Ena di ritorno, da due a sei anni dopo, a seconda dell’energia degli atomi neutri energetici e della direzione in cui sta guardando, attraverso l’eliosfera. Questa differenza di tempo ci permette di calcolare la distanza dalla regione di origine degli Ena, in un direzione particolare». Gli scienziati hanno quindi applicato questo metodo per costruire la mappa tridimensionale, utilizzando i dati raccolti durante un ciclo solare completo, dal 2009 al 2019.

Il motivo per cui ci vuole così tanto tempo prima che il segnale ritorni allo strumento Ibex dipende dalle grandi distanze coinvolte. Le distanze nel Sistema solare sono misurate in unità astronomiche (Au), dove 1 Au è la distanza dalla Terra al Sole, pari a circa 150  milioni di chilometri. La mappa di Reisenfeld mostra che la distanza minima dal Sole all’eliopausa è di circa 120 Au nella direzione rivolta verso il vento interstellare, mentre nella direzione opposta si estende fino ad almeno 350 Au, che è il limite di distanza della tecnica di rilevamento (come termine di paragone, l’orbita di Nettuno ha un diametro di circa 60 Au).

Per saperne di più:

  • Leggi su Astrophysical Journal l’articolo “A Three-dimensional Map of the Heliosphere from IBEX” di Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bzowski, Herbert O. Funsten, Jacob Heerikhuisen, Paul H. Janzen, Marzena A. Kubiak, David J. McComas, Nathan A. Schwadron, Justyna M. Sokół, Alex Zimorino, and Eric J. Zirnstein

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