I veri confini del sistema solare, Frank McDonald e le Voyager

E' di questi giorni la pubblicazione di un articolo su Journal of Geophysical Research dell'uscita dal sistema solare della sonda Voyager 1.  La transizione è  avvenuta il 25 agosto 2012 ad una distanza di circa 120 unità astronomiche.  L'evento, per quanto importante e di estremo interesse, non è unico. Infatti:

Non è la prima volta che questo avviene:  le due sonde Voyager hanno misurato effetti simili più volte, via via che si avvicinavano allo shock di terminazione del vento solare. Si tratta della regione, variabile per dimensioni e forma, in cui le particelle di vento solare (emesse dal sole ad una velocità di svariate centinaia di km/s), rallentano sino a formare un'onda d'urto di particelle cariche. Questa barriera accelera i cosiddetti raggi cosmici anomali (ad esempio nuclei di Ossigeno - A in figura) per cui il loro numero aumenta all'interno dell'eliosfera (ossia a sinistra nella figura). La barriera deflette anche i raggi cosmici galattici, per  cui il numero di particell cresce con il passare del tempo. 

I tre confini del sistema solare

Non esiste un confine del sistema solare ma (almeno) tre. Oltre allo shock di terminazione vi sono almeno altre due regioni che distinguono il sistema solare dal mezzo galattico: la magnetopausa, in cui il campo magnetico solare decresce sino ad avere lo stesso valore di quello della galassia; lo shock supersonico, analogo a quello che si forma davanti ai caccia supersonici e dovuto al movimento del Sole nella galassia. Vi sono poi regioni gravitazionalmente legate al sole come la fascia di Kuiper e la nube di Oort, per cui è difficile stabilire cosa si intenda per confine del sistema solare. 

L'evento è comunque importantissimo: queste due sonde, frutto di  un periodo pioneristico e più favorevole alle missioni spaziali ed alla scienza in generale, hanno  fornito dati importantissimi sui pianeti, le lune e tutto il nostro sistema solare. Con una manciata di bit al minuto riescono ancora  trasmettere dati su una regione che probabilmente non sarà esplorata per almeno un secolo.

Una nota personale. Ho avuto l'onore di conoscere uno dei due autori dell'articolo, Frank McDonald, che ha progettato alcuni rivelatori delle Voyager, seguendole  dal loro lancio  e per tutto il  viaggio nel sistema solare. All'età di quasi novanta anni era ancora estremamente brillante ed attivo scientificamente ed avevamo collaborato per confrontare i dati di Pamela ad una unità astronomica (1AU intorno alla Terra) e quelli delle Voyager a 120 AU. E' deceduto lo scorso agosto, pochi giorni prima che la "sua" sonda fornisse questi altri importantissimi dati. E' venuto a mancare mentre stava tenendo  un seminario: per quanto la sua morte abbia rattristato tutti, è difficile pensare ad un modo migliore per continuare ad esplorare in spirito  l'universo.

L'allineamento del 28 febbraio: un colpo d'occhio per apprezzare le distanze interplanetarie e l'eclittica.

Allineamento del 28 febbraio 2012: Luna Giove, Venere e
Mercurio.  Quest'ultimo pianeta è molto meno luminoso
 degli altri ed è visibile solo nel  pannello
a lato o  ingrandendo la foto.
Foto scattata da Salt Lake City, Utah,
con una camera digitale tenuta in mano. 

Il 28 febbraio è stato possibile ammirare la Luna, Giove (già trattati qui), Venere e Mercurio allineati poco dopo il tramonto.  La vista stessa di Mercurio è piuttosto rara: trovandosi a meno della metà della distanza tra la Terra ed il Sole (0.4 Unità Astronomiche, UA) è spesso troppo vicino al Sole per essere osservato. 

Nonostante le condizioni meteorologiche non ideali, lo spettacolo è stato splendido,  vedere questi corpi celesti sulla stessa retta rappresenta infatti ben più che una curiosa coincidenza: vuol dire poter percepire con un colpo d'occhio l'eclittica del nostro sistema solare. 

Al di là delle sciocchezze astrologiche, l'eclittica è il piano in cui giacciono le orbite dei pianeti del nostro sistema. Poterla ammirare senza l'ausilio di strumenti o cartine permette di godere della bellezza del nostro cielo  direttamente, quasi  toccando con mano le leggi di Keplero e Newton che regolano il moto dei corpi celesti. 

 Venere e Mercurio si trovano a
0.4 Unità Astronomiche di
distanza l'uno dall'altro

E' anche possibile  avere una sensazione diretta delle distanze astronomiche: Venere orbita a circa 0.7 UA e dista quindi 0.4 UA da Mercurio (tralasciando piccoli effetti prospettici). Con un colpo d'occhio è possibile dunque  avere un'idea di cosa sia una distanza di 60 milioni di chilometri (1).  Qui è possibile vedere in tempo reale la posizione dei vari pianeti: ad esempio Giove è a 5.5 UA, ma - a causa della prospettiva sembra molto vicino a Venere.

Inoltre, osservando con attenzione la posizione dei pianeti.  è possibile vedere come i pianeti non siano perfettamente allineati: infatti Mercurio ha un'inclinazione di circa 7 gradi (rispetto al piano orbitale della Terra, arbitrariamente assunto come riferimento), mentre Venere ha 3.3 gradi e Giove appena 1.1 gradi (la Luna è inclinata di circa 5 gradi, come è possibile vedere in questo post successivo). Anche in questo caso possiamo renderci conto ad occhio nudo delle orbite altrimenti invisibili dei pianeti....

Posizione dei pianeti e del Sole
Il 28 febbraio (da heavens-above.com)

(1) Per esser più precisi quella che vediamo è una distanza angolare che dipende anche  da quanto lontano i pianeti si trovano:  Venere e Mercurio si trovavano entrambi a circa 1UA e dunque erano separati da circa 23 gradi.