Bow shock

Bow_shockLetteralmente significa scossa di prua o più semplicemente onda d’urto di prua.
Di prua?
Ok, diciamo frontale. Così, si capisce meglio.

Siccome stiamo parlando di onde e di urto, possiamo dire che c’è qualcosa nello spazio che non è un corpo solido che avanza e va a scontrarsi contro qualcos’altro che non è solido proveniente dal verso opposto. Il fronte di confine tra i due mezzi che vengono a contatto è detto “bow shock”.

Luigi, il mio amico, è una persona colta, ma a digiuno di astronomia e astrofisica. Non è una novità per me. Mi sono sempre domandato il motivo di tanto disinteresse.
E così davanti ad un buon cappuccino fumante (deve avere obbligatoriamente una abbondante schiuma e una spolverata di cacao), seduti tranquilli al bar, con calma gli do qualche altra spiegazione, dopo che, poco prima, ho ascoltato le sue esercitazioni passa-tempo sulle ossido-riduzioni.

Ci sono due tipi di bow shock. Planetario e solare.
Tranquillo, è più facile da capire di quanto sembra – gli dico.
In ogni caso c’è di mezzo sempre una stella. E il nostro Sole è una stella.

Sappiamo che il Sole emette un flusso di particelle cariche in prevalenza protoni ed elettroni, che sfuggite alla gravitazione del sole arrivano fino a noi. Questo flusso è chiamato “vento solare”.
L’area di confine dello scontro tra il vento solare e la magnetosfera terrestre è chiamato bow shock.

Il bow shock della Terra è di circa 100-1000 km di spessore e si trova a circa 90.000 km dalla Terra.

Bow_shock5bis

In realtà – dico al mio amico mentre sorseggio il mio cappuccino – ti voglio parlare di un altro bow shock. Quello che si estende ai confini del sistema solare.
Il vento solare, infatti, è in grado di raggiungere le regioni più estreme del sistema solare.
Nonostante sia così rarefatto, esso è comunque capace di far piegare la coda delle comete in direzione opposta a quella del sole.

Fin qua ci sei? Bene.
Ora il vento solare non si espande all’infinito, diciamo che arriva più o meno fino all’orbita di Plutone, il pianeta più esterno del Sistema solare, e forse poco oltre, formando una specie di bolla chiamata “eliosfera” oltre la quale il vento solare non è più sufficiente a spingere indietro il mezzo interstellare.

Cos’è il mezzo interstellare?
Il mezzo interstellare è il materiale rarefatto costituito da gas e polvere che si trova tra le stelle all’interno di una galassia.
Il limite estremo della eliosfera che la separa dal mezzo interstellare viene chiamato eliopausa ed è il confine dove la densità del vento solare è maggiore di quella della materia interstellare.

Vedo il mio amico un po’ distratto, ma continuo, ho ancora un’ora di tempo prima di ritornare a casa per far uscire il mio cane. Eppoi è sempre meglio evitare di parlare di politica.

Gli scienziati sono certi della esistenza del bow shock. L’hanno osservato nell’area circostante di molte altre stelle. Anche la sonda Voyager 2 ha registrato un sussulto dovuto al bow shock presso Saturno determinato proprio dallo scontro del vento solare con la ma magnetosfera del pianeta.

Sicuramente conoscerai le sonde Voyager 1 e Voyager 2 – mi rivolgo al mio amico con tono di interrogazione, tanto per tenerlo sveglio.
Cosa c’entrano con il bow shock, mi dirai? C’entrano, vedrai.

Le storiche sonde Voyager 1 e Voyager 2, lanciate dalla Nasa nel 1977, avevano come missione di esplorare dove nulla dalla Terra era volato prima.
La missione principale era l’esplorazione di Giove e Saturno. Dopo aver fatto una serie di scoperte lì, come i vulcani attivi sulla luna di Giove “Io”, e la complessità di anelli di Saturno, la missione è stata prorogata. Voyager 2 ha proseguito per esplorare Urano e Nettuno, ed è ancora l’unico veicolo spaziale ad aver visitato quei pianeti esterni.
A Voyager 1 è stata affidata una missione più ardita: esplorare il bordo più esterno del dominio del sole. E oltre.

Già nel 2011 Voyager 1 si trovava ai margini del Sistema Solare a un passo dal grande salto nello spazio interstellare.
Il segnale dell’avvicinamento al confine era rappresentato dal numero di raggi cosmici che colpiva la sonda.

I raggi cosmici – dico al mio amico che con impegno mordicchia il suo pasticcino – sono particelle ad alta energia, come protoni e nuclei di elio, accelerati a velocità prossime a quelle della luce, da supernovae distanti e da buchi neri.
Devi sapere che l’eliosfera protegge il Sistema Solare da questi proiettili subatomici, deflettendo e rallentandone la gran parte, prima che raggiungano i pianeti interni.

Ebbene il numero di raggi cosmici che colpivano Voyager 1, stava aumentando significativamente. Segno che si stava avvicinando al confine. Si aspettava da un momento all’altro il sussulto del bow shock. Il momento dello “shock” in cui il vento solare si scontra con il mezzo interstellare. Era solo questione di tempo.
Nulla.
Nessuna onda d’urto di prua.

Bow_shock4

Mi fermo un attimo per attirare l’attenzione di Luigi su di me piuttosto che sul suo pasticcino alla ricotta. Gli chiedo se ha bisogno di qualcos’altro.

Tutto a posto, continua. – mi risponde.
Ho ottenuto ciò che volevo.

Ebbene sembrerebbe che le cose non stanno come gli scienziati si aspettavano.
La notizia sta proprio nel fatto che i nuovi dati inviati dalla Voyager 1 presentano un quadro completamente nuovo della zona di confine.
Non ci sarebbe stato un salto improvviso tra il Sistema Solare e il suo esterno. L’ingresso nello spazio interstellare sarebbe graduale e progressivo. Esattamente il contrario di quando si credeva, ossia che esistesse un confine netto e brusco tra il flusso caldo del vento solare e il freddo mezzo interstellare.

Questo starebbe a dimostrare che il nostro sistema e la sua eliosfera si muovono attraverso lo spazio troppo lentamente per formare un bow shock. Quindi non esiste nessuna onda d’urto di prua.
Nessun “bow shock”.

Interessante – commenta svogliato il mio amico – molto interessante.

So che lo dice per compiacermi, ed io approfitto. E ci metto anche un carico da 90.

Interessante vero? – dico – ora viene un’altra parte ancor più interessante.
Voyager 1 sta fuoriuscendo il sistema solare ad una velocità di circa 3,6 UA all’anno, 35 gradi fuori del piano dell’eclittica a nord. Anche Voyager 2 sta uscendo dal sistema solare ad una velocità di circa 3,3 UA all’anno, 48 gradi fuori del piano dell’eclittica a sud.

Le due sonde la Voyager 1 e la Voyager 2 hanno abbastanza energia elettrica e carburante per funzionare almeno fino al 2020.
A quel punto, la Voyager 1 sarà a 19,9 miliardi KM dal Sole e la Voyager 2 sarà a 16,9 miliardi km di distanza.

Alla fine, i Voyagers vagheranno tra le stelle.
In circa 40.000 anni, la Voyager 1 andrà alla deriva alla distanza di 1.6 anni-luce da una stella nella costellazione della Giraffa, che si sta dirigendo verso la costellazione di Ofiuco.
In circa 40.000 anni, la Voyager 2 sarà ad una distanza di 1,7 anni-luce dalla stella Ross 248 e in circa 296 mila anni, sarà a 4,3 anni luce da Sirio, la stella più luminosa del cielo .

I Voyager sono destinati, forse eternamente, a vagare per la Via Lattea.

Nel frattempo chiedo al cameriere un bicchiere d’acqua. Il mio amico non si accorge che ho finito.

Andiamo a camminare – dico.


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Informazioni su bruce

Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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5 risposte a Bow shock

  1. MARGHIAN ha detto:

    Ciao Bruce. Leggendo “bow shock” (non conoscevo il termine ma capisco un po’ l’inglese) ho pensato subito al campo magnetico terrestre, al vento solare da questo deflesso, ad “eliosfera” ed elio pausa… quello e’! Il “bow shock” planetario e’ dovuto al campo magnetico del pianeta che si scontra con il “vento solare”; quello stellare e’ dovuto al “vento solare” della stella. Molto interessante.

    “Nessun “bow shock”(e lo si e’ capito delle sonde Voyager). Ciao.

    Marghian

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    • bruce ha detto:

      E pensare che da ragazzino, fin da quando ci hanno insegnato che una cometa ha attraversato i cieli alla nascita di Gesù, mi sono sempre domandato perchè le comete hanno la coda e che fosse qualcosa di pittoresco inventato dai religiosi per fare scenografia.
      Anche oggi molti religiosi rifiutano le teorie scientifiche, ma segni divini.
      Ciao

      Mi piace

      • MARGHIAN ha detto:

        Ciao Bruce. Probabilmente si’, la cometa e’ una scenografia (come di sicuro lo sono “il cielo che si oscuro'”, “il grande terremoto…); ma gli astronomi non si escludono che vi sia stato un evento astronomico reale, come un congiunzione di pianeti. Pare che proprio nel 6 o 7 a. C, tre o quattro anni dopo la morte di Erode -quindi Cristo, nell”anno zero” era gia’ nato…-.ci sia stata una congiunzione fra Giove, Saturno, e vattel’a pesca’. Questo e’ possibile. “Abbiamo visto la stella in oriente e…”. Gli antichi astrologi-astronomi, allora come sai non c’era ^distinzione (ma molti, questa distinzione, oggi non la hanno capita ancora :mrgreen: ), erano comunque dei ^buoni osservatori del cielo.

        Pensa che Giotto dipinse la Nativita’-con Cometa- dopo aver visto la cometa di..Halley, mi sembra. Ed i Vangeli non parlano mai di cometa, ma , piu’ in generale, di “una stella” o di “evento straordinario”, come poteva sembrare una congiunzione di pianeti. Pero’…una congiunzione non da’ spettacolo e..ci voleva la coda 😆
        A domani, ciao.

        Marghian

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