Il campo elettrico del Sole

 

I fisici dell'Università dell'Iowa hanno pubblicato su The astrophysical journal nuovi risultati sul campo elettrico del sole, calcolando la distribuzione degli elettroni in seguito alle misure fornite dalla sonda Parker Solar Probe, che è giunta a sole 0,1 unità astronomiche (UA) dalla stella, il punto più vicino mai raggiunto da un veicolo spaziale.

Il campo elettrico del Sole è dovuto all'interazione tra protoni ed elettroni di cui sono composti gli atomi di idrogeno che prendono parte alla fusione nucleare all'interno del Sole. Gli elettroni, che hanno masse circa 1800 volte inferiori a quella dei protoni, vengono "soffiati" verso l'esterno. I protoni, a causa dell'interazione elettrica, frenano alcuni elettroni. Se non ci fosse campo elettrico, tutti gli elettroni sfuggirebbero. Il getto risultante di elettroni rappresenta un costituente principale del vento solare.

Come per la velocità di fuga da un pianeta, esiste una energia minima per sfuggire all'attrazione. Essendo abbastanza "vicini" al Sole, si possono effettuare misurazioni che non siano distorte dal verificarsi di collisioni successive.

Quello che i fisici hanno scoperto è che il campo elettrico del Sole esercita una certa influenza sul vento solare, ma meno di quanto si pensasse. È stato possibile fornire un valore a quanta accelerazione sia fornita dal campo elettrico. Sembra che questa rappresenti solo una piccola parte del totale: ciò indica che altri meccanismi potrebbero fornire la spinta necessaria al vento solare.

L'anomalia g-2 del muone

Una eccellente spiegazione (in inglese) è stata realizzata da PHD Comics

Immagine del campo magnetico del famoso buco nero

Fonte: The Event Horizon Telescope Collaboration (μas = micro-arcseconds)

Ricordate la prima immagine di un buco nero del 2019? Si è arricchita ed è diventata ancora più interessante. La collaborazione dell'Event Horizon Telescope (EHT) ha aggiunto la luce polarizzata all'immagine, "visualizzando" i campi magnetici attorno a questo buco nero supermassiccio.

L'EHT utilizza una rete di otto telescopi in tutto il mondo, che sfrutta il fenomeno dell'interferometria per trasformare la Terra in un enorme radiotelescopio. Il buco nero si trova al centro di M87, una galassia ellittica supergigante a 55 milioni di anni luce di distanza dalla Terra. Gli elettroni vengono accelerati dal campo magnetico (forza di Lorentz) ed emettono luce la cui polarizzazione dipende dalla direzione del campo magnetico stesso. Le misurazioni della luce polarizzata indicano che il campo magnetico è compreso tra 1 e 30 gauss (per confronto, il campo magnetico terrestre è di circa 0,6 gauss ai poli).

I ricercatori pensano che l'emissione di enormi getti di materia dei buchi neri, come quello in M87, sia dovuta ai campi magnetici, anche se le prove sono ancora limitate. La misurazione ha permesso di ridurre il numero di modelli teorici che ben si adattano alle osservazioni. L'aggiunta di altri telescopi all'array EHT potrebbe aiutare a trovare una spiegazione definitiva.

Misura della gravità alla scala più piccola

Tobias Westphal et al., University of Vienna

Un gruppo di fisici di alcune università austriache ha misurato il campo gravitazionale di una sferetta d'oro con una massa di circa 90 milligrammi, il più piccolo oggetto di cui finora sia stata effettuata questa misurazione .

Questo esperimento potrebbe portare a una migliore comprensione di come la gravità si combini con la meccanica quantistica. Durante il ventesimo secolo ogni tentativo di adattare le due teorie è fallito. Per cercare di raggiungere questo obiettivo, una possibile via d'uscita è osservare come "piccoli" oggetti interagiscano con la gravità.

Markus Aspelmeyer e i suoi colleghi, hanno usato un pendolo progettato per misurare il campo gravitazionale di una sferetta d'oro con un raggio di circa 1 millimetro, proprio come fece Cavendish.

Muovendo la sfera d'oro avanti e indietro di 1,6 millimetri, la gravità della sfera ha spostato una seconda sfera di pochi nanometri, facendo oscillare il pendolo. La misura dello spostamento del pendolo ha permesso di calcolare il campo gravitazionale della sfera.

In questo caso gli effetti gravitazionali sono minuscoli e occorre ridurre tutte le possibili fonti d'errore. I ricercatori hanno pertanto eseguito l'esperimento nel vuoto, durante il periodo meno sismicamente attivo dell'anno e hanno schermato le forze elettromagnetiche usando una gabbia di Faraday tra le sfere d'oro.

Per testare le proprietà fondamentali della gravità, l'esperimento dovrà essere reso ancora più sensibile. I fisici stanno già lavorando su un assetto sperimentale in cui le sfere e il pendolo levitano. Forse, un giorno, si potranno misurare direttamente le forze gravitazionali su scala quantistica nella speranza di unificare le due teorie.

Voyager 2 nello spazio interstellare

La NASA ha annunciato che la sonda Voyager 2, lanciata nel 1977, ha lasciato l'eliosfera, la bolla di particelle e campi magnetici prodotti dal Sole, e si è inoltrata nello spazio interstellare. I ricercatori sperano di ottenere preziose informazioni sull'interazione dell'eliosfera con i gas presenti nello spazio.

È avvenuto lo scorso 5 novembre, come ha annunciato la NASA. Questa è la seconda volta che un oggetto prodotto da esseri umani raggiunge lo spazio profondo. La prima volta è avvenuto nel 2012 con la sonda gemella Voyager 1 lanciata nel 1977. La conferma viene dal Plasma Science Experiment (PLS), uno strumento che rileva le caratteristiche del vento solare. Un repentino calo del flusso di queste particelle ha fornito la conferma dell’uscita dall’eliosfera.

Voyager 2 si trova ora a circa 18 miliardi di chilometri dalla Terra. I segnali emessi dalle antenne, viaggiando alla velocità della luce (300.000 km/s) impiegano oltre 16 ore per raggiungere la Terra. Nonostante questo, stanno fornendo informazioni utili per capire meglio il vento solare.

BepiColombo: rotta verso Mercurio

Il 20 ottobre 2018 alle 01:45 UTC a bordo di un Ariane 5 da Kourou, nella Guyana francese, è iniziata l'avventura di BepiColombo, una missione dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) in collaborazione con la Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA). La sonda raggiungerà Mercurio nel 2025.

La sonda è composta da tre moduli:

• MTM (Mercury Transfer Module) necessario nella fase di viaggio e per l'inserimento in orbita;
• MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter) raccoglierà informazioni sulla magnetosfera;
• MPO (Mercury Planetaty Orbiter) indagherà la superficie e la composizione interna.

Tutti gli strumenti a brodo degli orbiter – spettrometri, telecamere, altimetri – cercheranno di fornire una descrizione più accurata di quella fornita dalle precedenti missioni Mariner 10 (lanciata nel 1973) e Messenger (lanciata nel 2004).

L'ESA ha dedicato la missione a Giuseppe Colombo, detto Bepi, un matematico e ingegnere italiano che oltre a studiare Mercurio contribuì anche a elaborare la traiettoria per raggiungere il pianeta più interno del Sistema Solare sfruttando la gravità di Venere. L’Italia inoltre, si occuperà di gestire le attività degli strumenti a bordo. Non resta che attendere...

Opportunity, ultime speranze

Opportunity (Mars Exploration Rover-B) è il rover gemello di Spirit e ha raggiunto Marte il 25 gennaio 2004. La missione era stata pensata per durare 92 giorni, ma è andata avanti per anni, stabilendo il record di operatività sul Pianeta Rosso.

Nello scorso mese di giugno una grossa tempesta di sabbia ha colpito Opportunity, costringendo l'interruzione di qualsiasi missione scientifica. Sono stati inviati i comandi per spegnere tutti gli strumenti non essenziali, visto che la sabbia ha ricoperto i pannelli solari.
Il 10 giugno il rover ha inviato a terra una comunicazione sulle sue condizioni, dopodiché ha smesso di inviare segnali. Il rover è entrato in safe mode lasciando attivo solo l'orologio di bordo. La speranza è che quando l'atmosfera sarà di nuovo abbastanza limpida, il rover inizierà a ricaricare le batterie e a comunicare. Questo se il rover non ha subito danni permanenti e irreparabili a seguito della tempesta globale di sabbia.
Attualmente i responsabili di missione stanno tentando di chiamare Opportunity tre volte alla settimana. Nel caso in cui Opportunity dovesse rispondere, verrà analizzato il suo stato di salute e riportato online. Il periodo di ascolto intensificato si protrarrà fino a metà ottobre. A quel punto, si dovrà concludere che la polvere abbia causato un errore da cui il rover probabilmente non si riprenderà mai più. In effetti era stato progettato per durare 92 giorni...
Sul sito della NASA si possono trovare aggiornamenti settimanali sullo svolgimento della missione.