Per la seconda volta nella storia, un oggetto creato dall’uomo ha raggiunto lo spazio interstellare. La sonda Voyager 2 della NASA è ora uscita dall’eliosfera, la bolla protettiva di particelle e campi magnetici creata dal Sole.
Confrontando i dati di diversi strumenti a bordo dell’astronave pionieristica, gli scienziati della missione hanno stabilito che la sonda ha superato il bordo esterno dell’eliosfera il 5 novembre. Questo limite, chiamato eliopausa, è dove il debole vento solare incontra il mezzo interstellare freddo e denso. Il suo gemello, Voyager 1, ha superato questo limite nel 2012, ma Voyager 2 è dotato di uno strumento funzionante che fornirà le prime osservazioni della natura di questo gateway nello spazio interstellare.
Voyager 2 ora è poco più di 18 miliardi di chilometri dalla Terra. Gli operatori di missione possono ancora comunicare con Voyager 2 mentre entra in questa nuova fase del suo viaggio, ma le informazioni – che si spostano alla velocità della luce – impiegano circa 16,5 ore per viaggiare dalla sonda alla Terra. In confronto, la luce che viaggia dal Sole impiega circa otto minuti per raggiungere la Terra.
Eliopausa e plasma solare
La prova più convincente dell’uscita di Voyager 2 dall’eliosfera proveniva dal suo Plasma Science Experiment (PLS), uno strumento che ha smesso di funzionare su Voyager 1 nel 1980, molto prima che la sonda attraversasse l’eliopausa. Fino a poco tempo fa, lo spazio circostante Voyager 2 era prevalentemente pieno di plasma che scorreva dal nostro sole. Questo deflusso, chiamato vento solare, crea una bolla – l’eliosfera – che avvolge i pianeti nel nostro sistema solare.
Il PLS utilizza la corrente elettrica del plasma per rilevare la velocità, la densità, la temperatura, la pressione e il flusso del vento solare. Il PLS a bordo della Voyager 2 ha osservato un brusco calo della velocità delle particelle di vento solare il 5 novembre. Da quella data, lo strumento plasma non ha osservato il flusso solare nell’ambiente intorno a Voyager 2, il che rende gli scienziati della missione sicuri che la sonda abbia lasciato l’eliosfera.
“Lavorare su Voyager mi fa sentire un esploratore, perché tutto ciò che stiamo vedendo è nuovo”, ha detto John Richardson, ricercatore principale dello strumento PLS e principale ricercatore al Massachusetts Institute of Technology di Cambridge. “Anche se la Voyager 1 ha attraversato l’eliopausa nel 2012, lo ha fatto in un altro luogo e in un momento diverso, e senza i dati PLS. Quindi stiamo ancora vedendo cose che nessuno ha mai visto prima.”
Raggi cosmici su Voyager
Oltre ai dati del plasma, i membri del team scientifico della Voyager hanno visto le prove di altri tre strumenti di bordo – il sottosistema dei raggi cosmici, lo strumento a bassa carica di particelle e il magnetometro – che è coerente con la conclusione che la Voyager 2 ha attraversato l’eliopausa.
I membri del team di Voyager sono desiderosi di continuare a studiare i dati di questi strumenti di bordo per ottenere un’immagine più chiara dell’ambiente attraverso il quale viaggia Voyager 2.
“C’è ancora molto da imparare sulla regione dello spazio interstellare immediatamente oltre l’eliopausa”, ha detto Ed Stone, scienziato del progetto Voyager con sede a Caltech, a Pasadena, in California.
Insieme, i due Voyager forniscono uno sguardo dettagliato su come la nostra eliosfera interagisce con il costante vento interstellare che scorre oltre. Le loro osservazioni completano i dati provenienti dall’Interstellar Boundary Explorer (IBEX) della NASA, una missione che rileva a distanza quel confine.
La NASA sta anche preparando una missione aggiuntiva – la prossima Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP), che sarà lanciata nel 2024 – per capitalizzare le osservazioni dei Voyager.
“La Voyager occupa un posto molto speciale per noi nella nostra flotta di eliofisici”, ha affermato Nicola Fox, direttore della divisione eliofisica presso la sede della NASA. “I nostri studi partono dal Sole e si estendono a tutto ciò che tocca il vento solare. Avere i Voyager che rimandano le informazioni sul bordo estremo dell’influenza del Sole ci dà uno sguardo senza precedenti su un territorio veramente inesplorato.”
Il confine del Sistema Solare
Mentre le sonde hanno lasciato l’eliosfera, Voyager 1 e Voyager 2 non hanno ancora lasciato il sistema solare e non se ne andranno presto. Il confine del sistema solare è considerato al di là del bordo esterno della nube di Oort, una raccolta di piccoli oggetti che sono ancora sotto l’influenza della gravità del Sole. La larghezza della nube di Oort non è nota con precisione, ma si stima che inizi a circa 1.000 unità astronomiche (AU) dal Sole e si estenda a circa 100.000 UA. Una UA è la distanza dal Sole alla terra. Ci vorranno circa 300 anni perché Voyager 2 raggiunga il bordo interno della nube di Oort e forse 30.000 anni per passare oltre.
Le sonde Voyager sono alimentate utilizzando il calore del decadimento di materiale radioattivo, contenuto in un dispositivo chiamato generatore termico di radioisotopi (RTG). La potenza in uscita degli RTG diminuisce di circa quattro watt all’anno, il che significa che varie parti dei Voyager, comprese le telecamere su entrambi i veicoli spaziali, sono state disattivate nel tempo per gestire l’energia.
“Penso che siamo tutti contenti e sollevati dal fatto che le sonde Voyager abbiano operato entrambe abbastanza a lungo da superare questo traguardo”, ha detto Suzanne Dodd, responsabile del progetto Voyager presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA a Pasadena, in California. “Questo è quello che stavamo aspettando. Ora non vediamo l’ora di sapere cosa potremo imparare da entrambe le sonde al di fuori dell’eliopausa.”
Un lungo viaggio, iniziato nel 1977
Voyager 2 è stato lanciato nel 1977, 16 giorni prima della Voyager 1, ed entrambi hanno viaggiato ben oltre le loro destinazioni originali. Le navicelle spaziali sono state costruite per durare cinque anni e condurre studi ravvicinati su Giove e Saturno. Tuttavia, man mano che la missione proseguiva, si sono dimostrati possibili ulteriori voli su due dei più grandi pianeti giganti: Urano e Nettuno. Mentre la navicella spaziale volava attraverso il sistema solare, è stata riprogrammata per dotare i Voyager di capacità maggiori di quelle che possedevano quando lasciarono la Terra.
La durata della loro vita quinquennale si è allungata a 41 anni, rendendo Voyager 2 la missione più lunga della NASA.
La storia della Voyager ha influenzato non solo le generazioni di scienziati e ingegneri attuali e futuri, ma anche la cultura della Terra, compresi film, arte e musica. Ogni navicella trasporta un Golden Record of Earth suoni, immagini e messaggi. Poiché la navicella spaziale potrebbe durare miliardi di anni, queste capsule temporali circolari potrebbero un giorno essere le uniche tracce della civiltà umana.
