I “giganti ghiacciati” del Sistema Solare – Urano e Nettuno – rimangono i meno esplorati tra i pianeti in orbita attorno al nostro Sole. A causa della notevole distanza che li separa dalla Terra, la prima sonda a studiarli è stata la Voyager 2, che rimane l’unica missione ad aver mai effettuato un sorvolo. Ciò che questa sonda ha rivelato ha aperto la strada a numerosi misteri su entrambi i mondi, sui loro sistemi di lune e su altre caratteristiche. Ad esempio, quando la Voyager 2 ha sorvolato Urano, ha registrato una cintura di elettroni con un livello energetico molto più elevato del previsto. Da allora, gli scienziati hanno studiato migliaia di giganti gassosi oltre il Sistema Solare e hanno effettuato confronti che hanno rafforzato il mistero di come il sistema di Urano possa supportare così tanta radiazione elettronica intrappolata.
In un recente studio, gli scienziati del Southwest Research Institute (SwRI) hanno ipotizzato che le osservazioni della Voyager 2 potessero essere il risultato di una struttura del vento solare. In maniera simile a come la Terra subisce i processi causati dalle tempeste di vento solare, ritengono che una “co-rotating interaction region” stesse attraversando il sistema quando la Voyager 2 ha effettuato il suo storico sorvolo.
La ricerca è stata guidata dal Dott. Robert C. Allen, fisico spaziale e scienziato capo della Divisione di Scienze Spaziali dello SwRI. A lui si sono uniti Sarah Vines, scienziata capo dello SwRI, e George C. Ho, Senior Program Manager. Lo studio è stato pubblicato su Geophysical Research Letters.
Lo studio
Ad oggi, la sonda Voyager 2 ha fornito le uniche misurazioni dirette dell’ambiente di radiazione di Urano. Ciò ha portato alla caratterizzazione, ampiamente accettata, del sistema come dotato di una fascia di radiazione ionica più debole e di una fascia di radiazione elettronica molto intensa.
Tuttavia, quando il team ha rianalizzato i dati della sonda, ha scoperto indizi che le osservazioni della sonda non si fossero verificate in condizioni normali di vento solare. Suggeriscono invece che il sorvolo della sonda abbia coinciso con un evento transitorio di vento solare che ha attraversato il sistema.
Questo evento, sostengono, ha prodotto le onde ad alta frequenza più potenti osservate durante la missione Voyager 2. All’epoca, gli scienziati pensavano che queste onde avrebbero disperso elettroni che sarebbero andati persi nell’atmosfera di Urano.
Tuttavia, gli scienziati hanno successivamente scoperto che, in determinate circostanze, queste onde possono anche accelerare gli elettroni e aggiungere ulteriore energia ai sistemi planetari. A tal fine, il team ha confrontato le osservazioni della Voyager 2 con eventi simili osservati sulla Terra e ha notato delle somiglianze.
“La scienza ha fatto molta strada dal sorvolo della Voyager 2. Abbiamo deciso di adottare un approccio comparativo, esaminando i dati della Voyager 2 e confrontandoli con le osservazioni terrestri che abbiamo effettuato nei decenni successivi“, ha affermato il Dott. Allen in un comunicato stampa del SwRI.
“Nel 2019, la Terra ha sperimentato uno di questi eventi, che ha causato un’enorme quantità di accelerazione elettronica nella fascia di radiazione“, ha aggiunto Vines. “Se un meccanismo simile avesse interagito con il sistema di Urano, spiegherebbe perché la Voyager 2 ha osservato tutta questa inaspettata energia aggiuntiva”.
Il loro approccio comparativo suggerisce che le interazioni tra il vento solare e la magnetosfera di Urano potrebbero aver generato onde ad alta frequenza in grado di accelerare gli elettroni a energie prossime alla velocità della luce.
Sollevano anche molte altre domande sulla fisica fondamentale alla base di queste onde intense e sulla sequenza di eventi che le hanno generate. “Questo è solo un motivo in più per inviare una missione su Urano. Le scoperte hanno importanti implicazioni per sistemi simili, come quello di Nettuno“, ha affermato il Dott. Allen.
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