“Voyager” rileva gli shock interstellari di origine solare

Le sonde di viaggio continuano a fare scoperte anche mentre viaggiano attraverso lo spazio interstellare. Un nuovo studio condotto da fisici dell’Università dell’Iowa riporta i risultati delle osservazioni della sonda Voyager dei raggi cosmici di elettroni associati ai brillamenti solari a più di 23 miliardi di chilometri dalla Terra. Crediti: Nasa / Jpl

Più di 40 anni dopo il lancio, Sonda da viaggio continuano a fare scoperte importanti. In un nuovo studio pubblicato in Giornale astronomico, un gruppo di fisici guidati daUniversità dell’Iowa ha riportato il primo rilevamento di esplosioni di elettroni Raggi cosmici accelerato dalle onde d’urto emanate dal grande brillamenti solari. La scoperta, fatta da strumenti a bordo di due sonde, è avvenuta in un momento in cui i “Viaggiatori” stavano proseguendo il loro viaggio mezzo interstellare. Ricordiamo che la sonda Viaggio 1 passatoeliopausa – il confine tra plasma plasma solare e interstellare caldo, relativamente freddo – 25 agosto 2012, mentre Viaggio 2 sinistraeliosphere 5 novembre 2018

I burst di elettroni ad alta energia scoperti di recente (circa 5-100 MeV) sono simili all’avanguardia che accelera lungo le linee del campo magnetico in un mezzo interstellare: hanno viaggiato quasi alla velocità della luce, circa 670 volte più veloce delle onde. lo shock che inizialmente li ha respinti. I burst di elettroni erano accompagnati da oscillazioni di onde di plasma provocate da elettroni con minore energia, che pochi giorni dopo raggiunsero gli strumenti dei due Voyager. In alcuni casi, fino a un mese dopo, è stata rilevata l’onda d’urto stessa.

Le onde d’urto in questione sono state rilasciate emissioni di massa coronale: Esplosioni di plasma ed energia che si muovono dalla superficie del Sole verso l’esterno, circa un milione e mezzo di chilometri all’ora. Anche a questa velocità, ci vuole più di un anno per raggiungere le due sonde Voyager, che viaggiano a circa 23 miliardi di chilometri dalla Terra (“Voyager 1”) e 19 miliardi di chilometri (“Traveler 2”).

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I fisici ritengono che gli elettroni di energia rilevati dalle sonde nel mezzo interstellare siano riflessi da un forte campo magnetico al bordo dell’onda d’urto e quindi accelerati dal movimento dell’onda d’urto stessa. Gli elettroni riflessi ruotano quindi lungo la linea del campo magnetico interstellare, guadagnando velocità all’aumentare della distanza tra loro e l’impatto.

Il tempo intercorso tra il rilevamento dei raggi cosmici riflessi da un’onda d’urto e l’inizio delle oscillazioni del plasma ha consentito di stimare per la prima volta l’energia dei fasci di elettroni responsabili delle oscillazioni del plasma (circa 20–100 eV). Le osservazioni delle due sonde sono state combinate in un modello autonomo denominato modello di grembiule – descrivere l’interazione delle onde d’urto di origine solare con il plasma interstellare.

In un articolo pubblicato nel 2014 Lettere ApJ, il fisico J. Randy Jokipi e Joseph Kota hanno teoricamente descritto come gli ioni riflessi dalle onde d’urto possono accelerare lungo la linea di un campo magnetico interstellare. Questo studio esamina i burst di elettroni rilevati dalla sonda Voyager, che si ritiene siano accelerati da un processo simile a quello descritto dai due fisici. “L’idea che le onde d’urto accelerino le particelle non è nuova”, afferma Gurnett. “Dipende tutto da come funziona, con il meccanismo. E il fatto che l’abbiamo trovato in una nuova sfera, un mezzo interstellare molto diverso dal vento solare, dove sono stati osservati processi simili. Nessuno lo ha mai visto con un’onda d’urto interstellare in un ambiente completamente nuovo.

La scoperta potrebbe aiutare i fisici a comprendere meglio la dinamica delle onde d’urto e delle radiazioni cosmiche che emanano brillantezza stelle (la cui luminosità può cambiare rapidamente a causa di attività violenta sulla superficie delle stelle) e stelle che esplodono. È importante considerare la fisica di questi fenomeni quando si pianifica di inviare astronauti in lunghe escursioni lunari o marziane, durante le quali possono essere esposti a concentrazioni di raggi cosmici molto maggiori di quelle che normalmente sperimentiamo sulla Terra.

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Rocco Miniati

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