Cintura di radiazioni scoperta per la prima volta fuori dal Sistema solare: cos’è e come si forma
Per la prima volta da quando si studia lo spazio gli astronomi hanno scoperto una cintura di radiazioni (o fascia di radiazioni) al di fuori del Sistema solare. È stata scoperta attorno a una nana bruna ultrafredda chiamata LSR J1835+3259, un oggetto stellare non compiuto – una “stella fallita”, in pratica – che orbita nel cuore della costellazione della Lira, a 18 anni luce dalla Terra. Queste cinture di radiazioni sono state dapprima individuate attorno alla Terra (ce ne sono due conosciute come Fasce di Van Allen) e successivamente intorno ad altri corpi celesti del nostro sistema, i giganti gassosi Giove e Saturno e i giganti ghiacciati Urano e Nettuno. Quella scoperta attorno alla nana bruna è simile alla cintura che abbraccia Giove, con la quale condivide alcune caratteristiche. Ma cosa sono esattamente queste cinture di radiazioni?
In parole semplici, si tratta di strutture a forme di ciambella (scientificamente toroidali) site all'interno dei campi magnetici dei corpi celesti. Si formano a causa dell'accumulo di particelle cariche elettricamente (il plasma), che restano intrappolate nella magnetosfera planetaria. Le fasce di Van Allen attorno al nostro pianeta sono innescate dal vento solare, il flusso di plasma proiettato dal Sole durante brillamenti, eruzioni ed espulsioni di massa coronale (CME). Flussi limitati di queste particelle danno vita alle spettacolari aurore polari, mentre quelli più intensi possono scatenare tempeste geomagnetiche anche catastrofiche (classe G5). Parte di queste particelle viene trattenuta dalle forze di Lorenz dalla magnetosfera terrestre dando vita alle suddette ciambelle, che prendono appunto il nome di cinture di radiazioni. Quella attorno all'oggetto substellare LSR J1835+3259 è stata scoperta proprio grazie alla precedente individuazione di aurore “aliene”; questi spettacoli luminosi hanno spinto gli scienziati a indagare più a fondo sull'oggetto, essendo legati proprio alla presenza di un campo magnetico. Puntando la nana bruna con l’High Sensitivity Array (HSA), una rete composta da una quarantina di antenne radio tra USA e Germania , i ricercatori sono così riusciti a osservare la prima cintura di radiazioni al di fuori del sistema solare.
A scoprirla e descriverla un team di ricerca statunitense guidato da scienziati del Dipartimento di Astronomia e Astrofisica dell'Università della California di Santa Cruz, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi dell'Osservatorio nazionale radioastronomico di Socorro, del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università Bucknell e della School of Earth & Space Exploration dell'Università Statale dell'Arizona. I ricercatori guidati dalla professoressa Melodie M. Kao, come indicato, hanno scoperto una certa affinità tra la cintura di radiazione della nana bruna con quelle di Giove. “Per il plasma confinato dal dipolo magnetico dell'LSR J1835+3259, stimiamo energie elettroniche di 15 MeV coerenti con le fasce di radiazione di Giove”, spiegano gli esperti nell'abstract dello studio. Anche la forma della struttura a doppio lobo e asimmetrica ricorda la morfologia delle cinture di radiazioni gioviane. E come nel caso del più grande pianeta del Sistema solare, a generare il campo magnetico della stella è l’idrogeno metallico. Sulla Terra è invece dovuto al nucleo esterno di ferro liquido.
Sulla fonte della cintura di radiazioni della nana bruna restano dei dubbi: se sul nostro pianeta il responsabile è il vento solare mentre su Giove è coinvolta l'attività vulcanica della luna Io (la più vicina e recentemente immortalata dalla sonda Juno), per l'oggetto substellare potrebbe essere innescata da lune o pianeti limitrofi. Ulteriori indagini potrebbero far luce su questo affascinante mistero spaziale. I dettagli della ricerca “Resolved imaging confirms a radiation belt around an ultracool dwarf” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Nature.
