"I modelli fisici hanno teorizzato questo confine per anni", ha affermato Dan Reisenfeld, scienziato del Los Alamos National Laboratory, autore principale dell'articolo pubblicato sull'Astrophysical Journal. "Ma questa è la prima volta che siamo stati effettivamente in grado di misurarlo e crearne una mappa tridimensionale".

 

La regione mappata

L'eliosfera è una bolla che si estende dal Sole verso lo spazio interstellare, avvolgendo il Sistema Solare. È creata dal vento solare, un flusso di particelle cariche provenienti dalla nostra stella, principalmente protoni, elettroni e particelle alfa. Reisenfeld e colleghi hanno utilizzato i dati del satellite Interstellar Boundary Explorer (IBEX) della NASA in orbita attorno alla Terra, nato per studiare il termination shock, ossia la regione dell'eliosfera in cui il vento solare rallenta fino a velocità subsoniche a causa delle interazioni con il mezzo interstellare. Più distante, vi è l'eliopausa, che è il onfine in cui il vento solare viene fermato completamente dal mezzo interstellare. Il team ha mappato l'elioguaina, cioè la regione compresa tra il termination shock e l'eliopausa.

elioguaina 3dL'elioguaina in 3D.
Crediti: Los Alamos National Laborator

 

Come i pipistrelli

Per fare questa misurazione, è stata usata una tecnica simile al sonar dei pipistrelli che, in seguito alla produzione di suoni particolari, sono in grado di analizzare la risposta degli echi prodotti dai diversi oggetti sparsi nell'ambiente circostante.
"Proprio come i pipistrelli inviano impulsi sonar in ogni direzione e usano il segnale di ritorno per creare una mappa mentale di ciò che li circonda, abbiamo usato il vento solare del Sole, che esce in tutte le direzioni, per creare una mappa dell'eliosfera", ha detto Reisenfeld. Il team ha utilizzato le misurazioni del satellite IBEX degli atomi neutri energetici (ENA), ossia particelle con assenza di carica che risultano dalle collisioni tra le particelle del vento solare e quelle del vento interstellare. Questi non sono influenzati da campi elettromagnetici su larga scala e viaggiano per lo più in linea retta, soggetti alla gravità. L'intensità del segnale dipende dall'intensità del vento solare che colpisce l'elioguaina: quando un'onda di particelle energetiche, per esempio causata da espulsione di massa coronale (CME) dal Sole, il conteggio ENA aumenta e IBEX può rilevarli.

"Il 'segnale del vento solare inviato dal Sole varia in intensità, formando uno schema unico", ha spiegato Reisenfeld. "IBEX vede lo stesso schema nel segnale ENA di ritorno, da due a sei anni dopo, a seconda dell'energia ENA e della direzione verso cui IBEX sta guardando attraverso l'eliosfera. Questa differenza di tempo è il modo in cui abbiamo trovato la distanza dalla regione sorgente ENA in un direzione particolare". Quindi, utilizzando i dati raccolti durante un ciclo solare completo, dal 2009 al 2019, e seguendo questo metodo, il team è stato in grado creare una mappa tridimensionale. "In tal modo, siamo in grado di vedere il confine dell'eliosfera nello stesso modo in cui un pipistrello usa il sonar per 'vedere' le pareti di una grotta", ha aggiunto.

Le distanze coinvolte sono enormi per cui il segnale impiega molto tempo a tornare verso IBEX.
La mappa di Reisenfeld mostra che la distanza minima dal Sole all'eliopausa è di circa 120 AU nella direzione rivolta al vento interstellare e, nella direzione opposta, si estende di almeno 350 AU, che è il limite imposto da questa tecnica di rilevamento (1 AU è la distanza dalla Terra al Sole).