Osservata la coda del nostro sistema solare per la prima volta

Come qualsiasi altro corpo che viaggia attraverso un mezzo - ad esempio un asteroide che entra a tutta velocità nell'atmosfera terrestre - anche il nostro sistema solare lascia sui suoi passi una scia di particelle. Sappiamo da tempo che la bolla che avvolge il nostro sistema solare - l'eliosfera - lascia una simile scia, ma quest'ultima non era mai stata osservata, prima di oggi.

Il satellite americano IBEX ha impiegato tre anni per mappare i confini della coda dell'eliosfera, chiamata eliocoda. Questa scia ha una struttura contorta dall'azione dei campi magnetici al di fuori del nostro sistema solare e si articola in due lobi laterali di particelle più lente e due regioni, una superiore e una inferiore, di particelle più veloci.

«Esaminando gli atomi neutri, IBEX ha compiuto le prime osservazioni dell'eliocoda», spiega David McComas del Southwest Research Institute a San Antonio, in Texas.

«Molti modelli hanno suggerito che l'eliocoda potrebbe così o colà, ma non abbiamo mai avuto osservazioni. Abbiamo sempre tracciato disegni dove la coda dell'eliosfera semplicemente scompariva dalla pagina, dato che non ipotizzavamo nemmeno come potesse essere». 

Mentre siamo stati in grado di osservare la coda attorno ad altre stelle, osservare la nostra risulta più complicato. La sonda Pioneer 10, dopo aver oltrepassato l'orbita di Nettuno nel 1983, era diretta proprio verso la coda della nostra eliosfera, ma ha perso i contatti nel 2003.

L'eliocoda di altre stelle. In senso orario, LLOrionis, BZ Cam e Mira.

IBEX è in grado di mappare tali regioni misurando le particelle neutre create da collisioni ai confini dell'eliosfera. Queste particelle non subiscono deviazioni dai campi magnetici e giungono perció ai sensori di IBEX lungo una linea retta, e si puó quindi facilmente risalire alla loro origine e capire cosa sta succedendo lá fuori.

«Usando atomi neutri, IBEX puó osservare strutture molto distanti, anche dall'orbita terrestre», spiega Eric Christian del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt,  nel Maryland.

«IBEX mappa l'intero cielo, quindi ci ha dato le nostre prime informazioni sull'aspetto della coda dell'eliosfera, un'importante parte nel capire il nostro movimento e il nostro posto nella galassia».

Il viaggio di questi atomi neutri inizia milioni di anni prima che essi siano rilevati dai sensori a bordo di IBEX.

Il vento solare, che soffia in tutte le direzioni fino a ben oltre l'orbita dei pianeti, inizia a un certo punto a rallentare e a curvarsi lungo la coda, reagendo alla pressione del materiale interstellare che viaggia in senso opposto.

A questo punto, le particelle si uniscono alla migrazione di massa delle particelle che si muovono all'indietro all'interno dell'eliopausa, un sottile strato ai confini dell'eliosfera.

Nel frattempo, un costante flusso di atomi neutri più lenti orginati da sorgenti nella nostra galassia viaggia attraverso il sistema solare. Alcuni di questi atomi neutri si schiantano contro le particelle cariche più veloci, scambiandosi un elettrone. A questo punto, i ruoli si invertono: l'atomo neutro acquisisce velocità, si libera dai campi magnetici e vola via in qualsiasi direzione. Alcuni di questi atomi, vari anni dopo la collisione, impattano proprio contro i sensori di IBEX.

«Raccogliendo questi energetici atomi neutri, IBEX fornisce mappe delle particelle cariche originali», continua McComas.

«Le strutture nell'eliocoda sono invisibili ai nostri occhi, ma possiamo usare questo trucco per fotografare dalla distanza le  regioni più esterne della nostra eliosfera».

La struttura a quadrifoglio della nostra eliocoda vista di taglio.

Le mappe di IBEX indicano che un ipotetico osservatore in grado di vedere la coda di taglio, vedrebbe una struttura vagamante simile a un quadrifoglio, con le due foglie lateriali composte da particelle lente e le altre due da particelle veloci.

Questa struttura ha senso, dato che il Sole rilascia il vento solare a velocità maggiori attorno ai Poli e a velocità minori attorno all'equatore.

Le quattro foglie non si allineano peró perfettamente con i Poli e l'equatore del nostro Sole, suggerendo che le particelle cariche così distanti siano influenzate dai campi magnetici esterni.

La struttura non è perfettamente allineata al sistema solare, risulta infatti leggermente ruotata.

Anche se è già emersa un'immagine molto dettagliata della nostra eliocoda, gli scienziati ancora non sanno per quanto si estenda.

«La coda è la nostra orma nella galassia, ed è affascinante che stiamo iniziando a capirne la struttura», continua Christian.

«Il prossimo passo è di incorporare queste osservazioni nei nostri modelli e dare inizio al processo di capire veramente la nostra eliosfera».

© immagini

NASA/HST/R.Casalegno/GALEX/Goddard Space Flight Center/IBEX