La sonda spaziale New Horizons sin dal suo lancio, avvenuto nel 2006, si sta allontanando dalla Terra verso lo spazio interstellare. Gli scienziati hanno utilizzato “Alice”, un spettrografo lo di imaging UV, per raccogliere alcuni set di dati in attesa di allontanarsi abbastanza dal Sole per effettuare una misurazione specifica mai fatta prima: la luminosità dello sfondo Lyman-alpha della Via Lattea. 

Da decenni gli scienziati sono consapevoli che allontanandosi dal Sole il disturbo del fondo Lyman-alfa proveniente dalla nostra stella sarebbe stato attenuato e, negli ultimi anni, le misurazioni si sono fatte più accurate. Il team di New Horizons ha utilizzato lo spettrometro Alice per fare diverse osservazioni dello sfondo Lyman-alpha durante la missione: tre volte durante il viaggio verso Plutone e un’altra osservazione appena un mese prima del sorvolo del pianeta. Il giorno successivo al flyby è stata effettuata un’altra rilevazione e da allora, altre cinque misurazioni a poco più di 47 AU dal Sole. Quello che Alice ha scoperto è che la componente galattica dello sfondo Lyman-alfa è circa 20 volte meno luminosa di quanto lo sfondo Lyman-alfa appaia vicino alla Terra.

 Mappa a falsi colori delle diverse scansioni dello sfondo Lyman-alpha sopra il cielo, ottenute dallo spettrografo ultravioletto Alice sulla navicella spaziale New Horizons a 45 UA dal Sole. Credits: Gladstone/SwRI

Lo sfondo Lyman-alfa

Lo sfondo ultravioletto Lyman-alfa è stato rilevato per la prima volta negli anni ’60 e fino ad ora gli scienziati sono stati in grado di fare solo stime di quanto sia pervasivo, e queste sono variate ampiamente negli ultimi 60 anni.

Il bagliore di sfondo ultravioletto Lyman-alfa permea lo spazio e può essere utilizzato per caratterizzare il tenue vento di atomi di idrogeno che soffia attraverso il nostro Sistema Solare. Lo studio di questa lunghezza d’onda della luce, che è circa quattro volte più corta di quella che gli occhi umani possono vedere, consente agli astronomi di vedere letteralmente al buio. Con strumenti simili i cosmologi sono stati in grado di mappare la distribuzione della materia nell’universo e, con uno strumento simile ad Alice posto sul Lunar Reconnaissance Orbiter chiamato LAMP (Lyman Alpha Mapping Project), sono stati individuati i crateri permanentemente al buio situati vicino ai poli nord e sud del Luna.

Nello spazio, lo sfondo galattico Lyman-alfa proviene da regioni calde intorno a stelle massicce che ionizzano tutta la materia vicino a loro, composta per la maggior parte da idrogeno. Gli atomi di idrogeno presenti tra le stelle disperdono questi fotoni in un bagliore piuttosto uniforme nello spazio ma, osservandolo all’interno del nostro sistema solare, lo sfondo Lyman-alfa proveniente dalla Via Lattea viene disturbato da quello dei fotoni emessi dal sole.  

Illustrazione artistica di New Horizons durante il sorvolo di Plutone.
Credit: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)

Essendo lo sfondo Lyman-alfa solare così brillante, non è possibile stabilire quanto la galassia della Via Lattea contribuisca alla luminosità complessiva. È un po’ come stare vicini a un lampione durante una notte nebbiosa. La nebbia disperde la luce della lampada, rendendo molto difficile osservare qualcos’altro. Nella fascia di Kuiper, dove si trova ora New Horizons, la componente di luce solare diffusa del segnale Lyman-alpha è molto meno luminosa e le componenti più deboli delle regioni vicine della Via Lattea diventano più facili da distinguere. Il team quindi continuerà a effettuare delle misurazione sempre più precise che in futuro potranno aiutare gli astronomi a comprendere meglio le regioni vicine al centro della Via Lattea.

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