Voyager scopre un nuovo tipo di esplosione di elettroni causata dal Sole

Anche se ormai sono al di fuori del nostro Sistema Solare, e dopo 40 anni di onorata carriera, le navicelle Voyager continuano a fare scoperte. Sembra infatti che le sonde abbiano rilevato alcuni elettroni appartenenti a dei raggi cosmici associati alle eruzioni del Sole, a più di 22 miliardi di chilometri di distanza.

Le esplosioni di elettroni rilevate da Voyager

Secondo un team di ricerca dell’Università dell’Iowa, ciò che le Voyager hanno rilevato sarebbero le esplosioni di elettroni dei raggi cosmici accelerati dalle onde d’urto provocate da enormi eruzioni solari. Il rilevamento è stato effettuato dagli strumenti a bordo delle navicelle Voyager 1 e Voyager 2, rendendoli così i primi velivoli a registrare questa fisica unica.

Questi lampi di elettroni appena rilevati viaggiano lungo le linee del campo magnetico nel mezzo interstellare, quasi alla velocità della luce, circa 670 volte più veloci delle onde d’urto che inizialmente li hanno spinti.

Voyager ha registrato, dopo alcuni gironi dalle esplosioni solari le oscillazioni dell’onda di plasma causate da elettroni a bassa energia, e in alcuni casi persino la stessa l’onda d’urto, registrata anche fino a un mese dopo.

Dalle espulsioni di massa coronale, le onde d’urto hanno emanato gas caldo ed energia che si muovono dal Sole verso l’esterno a circa 1.600.000 km/h. Anche a quelle velocità, ci vuole più di un anno prima che le onde d’urto raggiungano la navicella Voyager alla distanza a cui si trova ora.

Come le onde d’urto spingono gli elettroni

Don Gurnett, professore emerito di fisica e astronomia a Iowa e l’autore corrispondente dello studio spiega che “quello che osserviamo è un certo meccanismo in particolare, in base al quale quando l’onda d’urto entra in contatto per la prima volta con le linee del campo magnetico interstellare che passano attraverso il veicolo spaziale, riflette e accelera alcuni degli elettroni dei raggi cosmici. Abbiamo identificato, attraverso gli strumenti a raggi cosmici, questi elettroni che sono stati riflessi e accelerati da shock interstellari che si propagano verso l’esterno a partire eventi solari ad alta energia”.

La scoperta di questo nuovo meccanismo potrebbe aiutare i fisici a comprendere meglio le dinamiche alla base delle onde d’urto e della radiazione cosmica che provengono dalle stelle flare (stelle che variano brevemente di luminosità a causa dell’attività violenta sulla loro superficie) e dalle stelle esplosive.

Voyager ci aiuta a conoscere quello spazio dove vorremmo viaggiare

È davvero importante considerare la fisica di questi fenomeni se abbiamo intenzioni di svolgere missioni con astronauti su Marte o sulla Luna. Gli astronauti sarebbero infatti esposti a concentrazioni di raggi cosmici di gran lunga superiori a quelle che sperimentiamo sulla Terra.

I fisici ritengono che questi elettroni nel mezzo interstellare siano riflessi da un campo magnetico rafforzato al bordo dell’onda d’urto e successivamente accelerati dal movimento dell’onda d’urto. Gli elettroni riflessi quindi si muovono a spirale lungo le linee del campo magnetico interstellare, guadagnando velocità con l’aumentare della distanza tra loro e gli shock interstellari.

Gurnett ritiene che “l’idea che le onde d’urto accelerino le particelle non è nuova. Tutto ha a che fare con il meccanismo. E l’abbiamo rilevato in un nuovo regno, il mezzo interstellare, che è molto diverso dal vento solare dove sono stati osservati processi simili. Si tratta di un’onda d’urto interstellare, in un mezzo completamente nuovo e incontaminato.”

Ph. Credit: NASA/JPL-Caltech