Come vengono determinati i confini del sistema solare – Skene

Noi, persone moderne, monitoriamo i nostri confini sempre più attentamente, non è vero?

Dopotutto, semplificano la vita. Se volessimo classificare qualcosa, inseriremmo i fenomeni in delle scatole preetichettate. Se vogliamo identificare alcuni modelli, i confini chiari ci aiuteranno a confrontare le cose nella stessa categoria.

Tuttavia può verificarsi anche confusione. Soprattutto se prendiamo qualcosa di vago e ambiguo e proviamo a infilare un piolo quadrato in un buco rotondo.

Prendiamo il sistema solare.

Se provi a immaginarlo, probabilmente ti verrà in mente l’immagine con il sole al centro e un entourage di pianeti che gli orbitano attorno. Disegneresti un cerchio immaginario a circa quattro o cinque miliardi di chilometri da noi (circa la distanza orbitale di Nettuno): tutto da questo lato della linea è all’interno del sistema solare, e tutto al di fuori di esso è al di fuori di esso.

Puoi indovinare dove voglio arrivare. Questa linea che hai immaginato nella tua testa è molto arbitraria e, oserei dire, errata.

Innanzitutto, oltre questa linea ci sono corpi di ghiaccio chiamati Oggetti transnettuniani (TNO), che, nonostante la sua distanza, rimane gravitazionalmente connesso al Sole. Alcuni TNO orbitano attorno al Sole nella Cintura di Kuiper, mentre altri orbitano più lontano nella Nube di Oort, che si estende per trilioni di chilometri attorno alla stella. Su questa scala, anche gli esopianeti in orbita attorno al Sole appaiono molto vicini tra loro.

In secondo luogo, dove dovremmo tracciare i confini del sistema solare dipende da come definiamo quel sistema e lo spazio al di là di esso.

Recentemente ho visto una buona notizia: gli ingegneri sono riusciti a far sì che la Voyager 1 contatti nuovamente la Terra. La sonda per lo spazio profondo è stata lanciata nel 1977 e ora si trova a una distanza sorprendente 24 miliardi di chilometri dalla TerraCioè 160 volte più lontano del sole. Lo scorso novembre, l’hardware della navicella ha funzionato male e la comunicazione è stata persa. Da allora la Voyager 1 è stata riparata e gli ingegneri si aspettano che riacquisti la maggior parte delle sue funzionalità.

Questo mi ha ricordato quello che è successo nel settembre 2013, quando la Voyager 1 si trovava a “soli” 19 miliardi di chilometri dalla Terra: NASA AnnunciareLa navicella spaziale è entrata nello spazio interstellare nell’agosto 2012. A quel tempo, molte persone parlavano del fatto che la Voyager avrebbe finalmente lasciato il sistema solare.

Quindi ci troviamo di nuovo di fronte alla questione di dove “finisce” il sistema solare. Secondo qualsiasi definizione, non importa quanto vaga, la Voyager 1 era ancora all’interno del sistema solare. Naturalmente era, è e sarà più vicino al Sole rispetto alla maggior parte dei TNO, ma la NASA aveva ragione: Voyager 1 esiste nello spazio interstellare.

Come potrebbe essere?

Questa confusione nasce da due diversi punti di vista sulla definizione del sistema solare. Uno dipende dall’effetto della gravità del Sole sugli oggetti che gli orbitano attorno e l’altro dal suo effetto magnetico, che viene trasmesso nelle profondità dello spazio dal vento solare.

Vento soleggiato È un flusso di particelle subatomiche che il Sole soffia costantemente nello spazio. Viaggia ad alta velocità, circa due milioni di chilometri all’ora, ed è composto da elettroni, protoni, neutroni e nuclei atomici più pesanti. Perché i venti raggiungano velocità così elevate non è ancora chiaro. Gli scienziati sanno che la forza trainante è il magnetismo solare, ma il meccanismo esatto è ancora poco compreso.

Se lo spazio interstellare fosse veramente vuoto, il vento solare si riverserebbe nella galassia e alla fine si lascerebbe completamente alle spalle la Via Lattea. Ma questo spazio non è affatto vuoto. In effetti, lì c’è pochissima materia: in media, circa una particella subatomica per centimetro cubo. L’aria che respiri adesso è circa 10 quintilioni di volte più densa, quindi si può dire che la materia interstellare sia una sorta di caos liquido.

Quando il vento solare si scontra con questo sottile vapore cosmico, perde slancio, rallenta e alla fine muore: questa è chiamata azione capillare. Eliopoise. La regione in cui ciò avviene è considerata il limite esterno dell’eliosfera, cioè il volume di spazio dominato dal vento solare. Nella regione dell’eliosfera, l’influenza magnetica del Sole si indebolisce e aumenta l’influenza dello spazio interstellare (materia interstellare).

Le misurazioni effettuate dalla Voyager 1 nel 2012 hanno mostrato che la regione dello spazio in cui si trovava allora la sonda era dominata dal mezzo interstellare.

Pertanto, anche se la Voyager 1 si trovava ancora all’interno del sistema solare, lo spazio attorno ad essa era influenzato più dalla galassia nel suo insieme che dal Sole.

Come sempre, quando si parla di scienza bisogna stare molto attenti ai termini e alle loro definizioni.

Nell’interesse della scienza e dell’integrità accademica, lo riconosco io stesso Fai questo errore. All’inizio del 2013, ho scritto che la Voyager 1 aveva lasciato il sistema solare, anche se la NASA in seguito ha affermato che non era così. Successivamente la NASA ha analizzato i suoi dati e ha confermato che la navicella spaziale era effettivamente entrata nello spazio interstellare nel 2012. Ha poi notato anche che era impossibile determinare dove finisce l’eliosfera solare. Questi spazi cambiano costantemente e semplicemente non esistono confini chiari e misurabili.

Ciò è simile a pensare a dove finisce l’atmosfera terrestre e inizia lo spazio: il cosiddetto dibattito Linee di Kerman. Recentemente, io libri A proposito: in entrambi i casi abbiamo a che fare con una sorta di atmosfera. La differenza qui è che l’atmosfera terrestre scompare gradualmente con l’altitudine, fondendosi perfettamente nel vuoto (quasi perfetto) dello spazio, mentre l’eliosfera ha ancora dei limiti. Da un lato, questa zona neutrale è molto vasta: decine di miliardi di chilometri, ma dall’altro è molto piccola rispetto alle dimensioni dell’eliosfera stessa.

Poiché la Voyager 1 ha da tempo superato la versione interstellare della linea Karman, è già in viaggio verso la galassia. Spero che continuerà a effettuare misurazioni del mezzo interstellare e a trasmetterle alla Terra. Anche dopo 46 anni, continua a superare i confini.