Cos'è lo spazio interstellare e dove inizia?

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Lo spazio interstellare è l'area tra le stelle, ma è tutt'altro che vuoto. Contiene grandi quantità di neutrini, particelle cariche, atomi, molecole, materia oscura e fotoni che vanno dalla radiazione a più alta energia alla luce lenta del fondo cosmico a microonde (CMB), anche se piuttosto scarsamente diffusa.

Secondo l'Osservatorio Nazionale di Radioastronomia (NRAO), la distanza media tra le stelle nella Via Lattea è di circa 5 anni luce, anche se sono più raggruppate vicino al centro della galassia che nella periferia dove si trovano il Sole e la Terra. situato.

Ciò significa che c'è molto spazio tra le stelle. Chiamiamo collettivamente tutto ciò che si trova in questo spazio il "mezzo interstellare", o ISM in breve.

La composizione dell'ISM è stata analizzata dagli scienziati dell'Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) del Caltech: l'ISM è composto principalmente da atomi di idrogeno (~90%) ed elio (~8%), che sono i due gli atomi più comuni nell'universo sono stati creati nel Big Bang, ma ci sono anche altri oligoelementi e molecole che contribuiscono per non più del 2% dell'ISM. Questi elementi, più pesanti dell’idrogeno e dell’elio, hanno tutti avuto origine dalla morte delle stelle e sono stati espulsi nello spazio. Più generazioni di stelle ci sono, più l’ISM si arricchisce di elementi chimici nel tempo.

Il confine con lo spazio interstellare è lontano, ma forse non così lontano come potresti pensare. In effetti, parte del nostro sistema solare si trova nello spazio interstellare.

Come può essere? La definizione di questo confine dello spazio interstellare è la regione in cui la bolla magnetica del sole si indebolisce e giunge al termine. Questa bolla magnetica, nota come eliosfera, è piena di plasma (gas ionizzato). L'eliosfera è spinta dal vento solare che trascina le linee del campo magnetico fuori dal sole.

Il plasma nell'ISM impartisce una pressione verso l'interno sul bordo dell'eliosfera con i propri campi magnetici e particelle cariche, portando ad una struttura complessa e variabile al confine. Il vento solare inizia a indebolirsi a una velocità compresa tra 370 e 430 miglia all'ora (600-700 chilometri all'ora) quando inizia a scontrarsi con lo spazio interstellare e rallenta fino a circa 62 mph (100 km / h). Il punto in cui ciò avviene è chiamato Shock di Terminazione. La regione nell'eliosfera oltre lo Shock di Terminazione dove il vento solare continua a rallentare è chiamata eliosfera, mentre il confine esterno dell'eliosfera è chiamato eliopausa. È nell'eliopausa dove il vento solare si ferma e lascia il posto allo spazio interstellare, a circa 11 miliardi di miglia (18 miliardi di km) dal sole.

Solo due veicoli spaziali attivi hanno mai attraversato l'eliopausa ed sono entrati nello spazio interstellare. Queste sono le missioni Voyager 1 e 2 della NASA. Lanciati nel 1977, hanno visitato i pianeti esterni prima di proseguire nello spazio più profondo. Nel 2005 Ed Stone del JPL, che era lo scienziato del progetto Voyager prima del suo pensionamento nel 2022, annunciò che la Voyager 1 aveva superato lo shock di terminazione a una distanza di 94 unità astronomiche (8,7 miliardi di miglia/14 miliardi di km) dal sole.

La NASA annunciò che la Voyager 2 aveva seguito l'esempio nell'agosto 2007 ad una distanza di circa 83 unità astronomiche (7,7 miliardi di miglia/12,4 miliardi di km). La Voyager 1 e la Voyager 2 sono dirette in direzioni diverse, e il fatto che abbiano attraversato lo shock di terminazione nell'elioguaina a distanze diverse dal Sole suggerisce che l'eliosfera non è simmetrica attorno al sistema solare, ma è schiacciata. Questa forma è creata dall'equilibrio tra la forza del vento solare verso l'esterno e la pressione dell'ISM sull'eliosfera, in particolare nella direzione del movimento del sole attraverso lo spazio.

Quindi, la NASA ha annunciato che il 25 agosto 2012 la Voyager 1 ha attraversato l'eliopausa ed è diventata la prima navicella spaziale a lasciare l'influenza del sole ed entrare nello spazio interstellare. Lo ha fatto a una distanza di 121 unità astronomiche (11 miliardi di miglia/18 miliardi di km) dal sole, che si trova nel "disco sparso" delle comete vicino al bordo del nostro sistema solare. La NASA ha inoltre rivelato che la Voyager 2 ha attraversato l'eliopausa ed è entrata nello spazio interstellare il 5 novembre 2018, a una distanza di 121 unità astronomiche (11,3 miliardi di miglia/18,3 miliardi di km).