15 Nov BIG DRIVERS RISPONDE (9/11/2017)

1. FRANCO: Quando cerchiamo altre vite utilizziamo i parametri della nostra stella?

L’istituto SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) è un’organizzazione scientifica privata che ha lanciato il progetto Phoenix per individuare possibili civiltà extraterrestri ascoltando i segnali radio da loro emessi. Dal 1975, sono analizzate circa1000 stelle con caratteristiche simili al nostro Sole, entro 200 anni luce di distanza dalla Terra.
La ragione è che le stelle come il Sole (nana gialla di classe G) sono stabili per miliardi di anni e eventuali pianeti hanno tempo sufficiente per sviluppare la vita e forse una civiltà tecnologicamente avanzata.
Più recentemente, il telescopio Kepler sta analizzando 140.000 stelle nella costellazione del Cigno alla ricerca di possibili pianeti. In pochi anni, ne sono stati individuati migliaia e alcuni di essi, che potrebbero avere condizioni adatte per la vita, si trovano intorno a stelle più piccole e più fredde del sole (nane rosse di classe M)

2. LUCA E LAURA: Perché non abbiamo mai studiato i poli del sole? Qual è la difficoltà di uscire dall’eclittica?

L’inserzione diretta in un’orbita polare intorno al Sole richiederebbe un’enorme energia che non può essere fornita al momento del lancio dalla Terra. Un’energia sufficiente ad annullare la velocità con cui la Terra orbita intorno al Sole (30 km/sec – tre volte maggiore di quella raggiungibile con i più potenti lanciatori) e a fornire la velocità necessaria per la traiettoria polare.
Per questo è stata pensata una manovra che utilizza la gravità di altri corpi celesti (gravity assist) per ottenere un’orbita ad alta inclinazione. Una manovra simile è stata utilizzata per la sonda europea Ulysses che, nell’ottobre del 1990, ha raggiunto l’orbita terrestre a bordo dello Space Shuttle e successivamente ha puntato verso Giove. Grazie al passaggio ravvicinato intorno a Giove, nel febbraio 1992, Ulysses ha subito un cambiamento di orbita che l’ha portata su una traiettoria quasi polare (inclinata di circa 80 gradi rispetto all’equatore solare).
La missione della sonda Solar Polar Orbiter (SPO) non sarà perciò la prima su un’orbita polare intorno al Sole ma utilizzerà una tecnica differente. Prima entrerà in orbita sul piano dell’eclittica, a circa metà della distanza Terra-Sole, poi comincerà a modificare l’inclinazione dell’orbita utilizzando la spinta di una vela solare. In circa 4 anni, dovrebbe raggiungere un’inclinazione di oltre 85 gradi rispetto all’eclittica.

3. MIRCO: Neutrini. Ma quanti tipi ce ne sono?

Il neutrino è una particella subatomica elementare di massa piccolissima e carica elettrica nulla e per questo risulta estremamente difficile da misurare. Esistono tre tipi differenti di neutrino: il neutrino elettronico (νe), il neutrino muonico (νμ) e il neutrino tau (ντ ), in diretta relazione rispettivamente con gli altri leptoni del modello standard (elettrone, muone e particella tau). I neutrini possono trasformarsi da un tipo all’altro, grazie a un fenomeno detto oscillazione. L’esistenza di questo fenomeno implica che il neutrino non possa avere massa nulla, come si pensava un tempo, anche se sappiamo che la massa è comunque molto piccola.

4. ENZO: Perché borexino? Da cosa deriva il nome?

Borexino (il cui nome deriva da BOREX – BORon solar neutrino Experiment di cui è una versione più piccola) è un esperimento per lo studio dei neutrini solari a bassa energia realizzato in Italia, presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso.
Il suo scopo primario è quello di rivelare i flussi di neutrini prodotti dalle reazioni nucleari (tra cui quelli generati dal Boro-8) che avvengono nel centro del Sole a energie comprese tra 0,250 e 16 MeV.
L’esperimento ha anche rivelato flussi provenienti dall’interno della Terra, a cui si è dato il nome di geo-neutrini. Questi ultimi ci dicono che migliaia di chilometri sotto la crosta terrestre elementi radioattivi come l’uranio, il torio e il potassio, decadono e producono le enormi quantità di calore che sono alla base dei movimenti della crosta terrestre e dei fenomeni vulcanici.

5. LUCA: Come si fa a capire se un neutrino è partito dal sole o dalla terra?

Quelli che arrivano dal Sole sono neutrini (con spin ½) mentre quelli prodotti dalla radioattività all’interno della Terra sono prevalentemente antineutrini (con spin -1/2).

6. GIULIANA: I due satelliti lanciati verso il sole studieranno anche come proteggere la terra dagli eventi solari più pericolosi?

Diversi satelliti sono già al lavoro per darci informazioni sull’attività solare. Alcuni di essi si trovano nel punto lagrangiano L1 (un punto stabile lungo la linea Terra-Sole, a un milione e mezzo di km dal nostro pianeta) per analizzare le particelle che arrivano dal Sole prima che giungano sulla Terra.

Il prossimo satellite dell’ESA sarà invece posizionato nel punto di Lagrange L5 (lungo l’orbita terrestre, spostato di 60° rispetto alla Terra) da dove potrà osservare il flusso di particelle fin dal momento in cui lasciano la superficie del Sole.
Attualmente, le sonde possono solo guardare la nube di particelle che arrivano frontalmente, mentre la vista laterale consentirà di misurare con maggiore precisione le caratteristiche e le velocità. Inoltre, osservando la superficie del Sole mentre ruota verso la Terra, potrebbe avere un’anteprima delle macchie solari, che producono le espulsioni di massa coronale o CME (Coronal Mass Ejection), e avere un’idea della potenza prima di affrontare le CME in prossimità della Terra.

7. MICHAEL: È una leggenda metropolitana che un grande solar flare potrebbe distruggere oggetti sensibili ai campi magnetici?

I flare o brillamenti solari si creano a seguito di violenti riaggiustamenti delle linee del campo magnetico del Sole. Come se fossero degli elastici tirati che si rompono improvvisamente, i campi magnetici si riallineano liberando grandi quantità di energia nello spazio sotto forma di improvvisi lampi di luce che possono durare da alcuni minuti a qualche ora. La potente radiazione elettromagnetica emessa, viaggiando alla velocità della luce, impiega 8 minuti per raggiungere la Terra e può disturbare le onde radio e le comunicazioni con i satellite, fino a interromperle completamente per brevi periodi.
Alcune volte, i flares sono accompagnati da esplosioni che lanciano grandi quantità di materia solare nello spazio: fenomeni noti come espulsioni di massa coronale o CME (Coronal Mass Ejection). Viaggiando ad oltre 1 milione di km/h, queste enormi nuvole di particelle magnetizzate e calde (note come nubi di plasma) impiegano circa tre giorni per raggiungere la Terra e possono recare danni ai satelliti in orbita e creare impulsi di corrente che si propagano sulla superficie e possono danneggiare le linee elettriche e di comunicazione. Nel marzo del 1989, un evento simile ha prodotto un black-out di 12 ore in Canada.

8. AIDA: Perché il campo magnetico viene deformato dall’attività solare?

Il campo magnetico terrestre ha la forma di un dipolo, con linee di forza del campo magnetico che si chiudono ai poli del pianeta. In altre parole, le linee di campo sono quasi perpendicolari al piano dell’orbita (come i meridiani). Le particelle cariche provenienti dal sole (vento solare) non possono attraversare le linee di campo magnetico (Forza di Lorentz) e quindi esercitano una pressione su di esse che deforma la struttura a dipolo. Il vento solare può invece muoversi liberamente lungo le linee di campo magnetico e questo provoca una concentrazione di particelle cariche ai poli che, in particolari condizioni, danno vita al fenomeno delle aurore.
L’insieme delle linee di campo magnetico è conosciuta come magnetosfera terrestre che funge da scudo per il vento solare provenienti dal Sole. Per quanto appena detto, la magnetosfera risulta compressa dal lato che guarda il Sole, a causa della pressione esercitata delle particelle in avvicinamento, mentre è allungata dal lato opposto ad opera di quelle che si allontanano dalla Terra.