Ho trascorso lo scorso fine settimana a zaino in spalla nel Parco nazionale delle Montagne Rocciose, dove sebbene le cime spazzate dalla neve e la fauna pericolosamente vicina fossero sconcertanti, il cielo notturno trionfò. Senza un fuoco, le stelle, alcuni pianeti e la Via Lattea sorprendentemente luminosa hanno fornito l'unica luce per guidarci.
Ma il cielo notturno visto dall'occhio umano è relativamente scuro. Poca luce visibile che si estende attraverso il cosmo da stelle, nebulose e galassie raggiunge effettivamente la Terra. L'intero cielo notturno visto da un rilevatore di raggi X, tuttavia, si illumina debolmente.
Le origini del morbido bagliore dei raggi X che permea il cielo sono state ampiamente dibattute negli ultimi 50 anni. Ma i nuovi risultati mostrano che proviene sia dall'interno che dall'esterno del Sistema Solare.
Decenni di mappatura del cielo nei raggi X con energie intorno ai 250 elettroni volt - circa 100 volte l'energia della luce visibile - hanno rivelato un'emissione morbida attraverso il cielo. E gli astronomi hanno cercato a lungo la sua fonte.
Inizialmente, gli astronomi hanno proposto una "bolla calda locale" di gas - probabilmente scolpita da una vicina esplosione di supernova negli ultimi 20 milioni di anni - per spiegare lo sfondo dei raggi X. Misure migliorate hanno reso sempre più chiaro che il Sole risiede in una regione in cui il gas interstellare è insolitamente scarso.
Ma la spiegazione della bolla locale è stata messa in discussione quando gli astronomi hanno capito che le comete erano una fonte inaspettata di raggi X morbidi. In effetti, questo processo, noto come scambio di carica del vento solare, può verificarsi ovunque gli atomi interagiscano con gli ioni del vento solare.
Dopo questa scoperta, gli astronomi hanno rivolto gli occhi all'interno del Sistema Solare e hanno iniziato a chiedersi se lo sfondo dei raggi X potesse essere prodotto dalle particelle ionizzate nel vento solare che si scontrano con gas interplanetario diffuso.
Per risolvere il mistero eccezionale, un team di astronomi guidato da Massimilliano Galeazzi dell'Università di Miami ha sviluppato uno strumento a raggi X in grado di eseguire le misurazioni necessarie.
Galeazzi e colleghi hanno ricostruito, testato, calibrato e adattato i rivelatori di raggi X originariamente progettati dall'Università del Wisconsin e volati su razzi che suonavano negli anni '70. La missione si chiamava DXL, per l'emissione di raggi X diffusa dalla galassia locale.
Il 12 dicembre 2012, DXL è stato lanciato dalla gamma di missili White Sands nel New Mexico in cima a un missile della NASA Black Brant IX. Raggiunse un'altitudine di picco di 160 miglia e trascorse un totale di cinque minuti sopra l'atmosfera terrestre.
I dati raccolti mostrano che l'emissione è dominata dalla bolla calda locale, con al massimo il 40 percento proveniente dall'interno del sistema solare.
"Questa è una scoperta significativa", ha detto l'autore principale Massimiliano Galeazzi dell'Università di Miami in un comunicato stampa. "In particolare, l'esistenza o l'inesistenza della bolla locale influisce sulla nostra comprensione della galassia in prossimità del Sole e può essere utilizzata come base per i futuri modelli della struttura della Galassia."
Ora è chiaro che il Sistema Solare sta attraversando una piccola nuvola di gas interstellare freddo mentre si muove attraverso la Via Lattea.
Gli atomi di idrogeno e elio neutri della nuvola fluiscono attraverso il Sistema Solare a circa 56.000 mph (90.000 km / h). Gli atomi di idrogeno si ionizzano rapidamente, ma gli atomi di elio viaggiano in un percorso ampiamente governato dalla gravità del Sole. Questo crea un cono di focalizzazione dell'elio - una brezza focalizzata a valle del Sole - con una densità molto maggiore di atomi neutri. Questi si scontrano facilmente con ioni di vento solari ed emettono morbidi raggi X.
La conferma della bolla calda locale è uno sviluppo significativo nella nostra comprensione del mezzo interstellare, che è cruciale per comprendere la formazione stellare e l'evoluzione della galassia.
"Il team DXL è uno straordinario esempio di scienza interdisciplinare, che riunisce astrofisici, scienziati planetari ed eliofisici", ha dichiarato il coautore F. Scott Porter del Goddard Space Flight Center della NASA. "È insolito ma molto gratificante quando scienziati con interessi così diversi si uniscono per produrre risultati così rivoluzionari".
L'articolo è stato pubblicato su Nature.
