Nubi spaziali intorno alla Terra: svelato il mistero

Nubi spaziali
Credits: J. Slíz-Balogh

Misteriose nubi spaziali, eteree e sfuggenti come un fantasma, che accompagnano la Terra nella sua orbita intorno al Sole. La loro esistenza, teorizzata negli anni Cinquanta, è stata dibattuta per decenni, senza che nessuno riuscisse a confermarla o smentirla. Fino a pochi giorni fa, quando una ricerca della Eötvös Loránd University, in Ungheria, ha finalmente conferma l’esistenza di queste misteriose nubi spaziali. Il lavoro è stato pubblicato in due parti (qui e qui) su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nubi spaziali spazzate dal vento solare e dalla gravità

L’esistenza di grandi ammassi di polvere  intorno alla Terra è stata ipotizzata per la prima volta negli anni Cinquanta da Josef Wilkowski. Nel 1961 l’astronomo polacco Kazimierz Kordylewski, da cui prendono il nome, riuscì a fotografarle. La storia sarebbe potuta finire lì, se non fosse che le nubi non sono stabili. Sono difficilissime da osservare e molti tentativi successivi per confermare la loro esistenza sono falliti.

Le nubi di Kordylewski sono grossi ammassi di polvere che dovrebbero trovarsi in orbita intorno alla Terra nei punti lagrangiani L4 e L5, a circa 400 mila chilometri di distanza dal nostro pianeta. Teoricamente, la polvere interplanetaria potrebbe rimanere bloccata per sempre in questi punti. Tuttavia, l’interferenza del vento solare e della forza di gravità della nostra stella spazzano queste zone e diradano le nubi di Kordylewski, che tornano poi a addensarsi a intervalli irregolari. Per questo sono così difficili da trovare.

La ricerca in due step

Nella prima parte della ricerca, Judit Slíz-Balogh e colleghi hanno presentato una simulazione, confermando che due milioni di piccole particelle potrebbero rimanere intrappolate nei punti lagrangiani L4 e L5, ma solo per alcuni giorni, prima di sparire a causa delle condizioni gravitazionali. “Con le nostre simulazioni abbiamo scoperto che le nubi cambiano forma continuamente”, scrivono i ricercatori, “ma anche la densità non è costante. Nuove particelle di polvere possono rimanere intrappolate lungo il percorso o sfuggire, in maniera casuale”.

La seconda parte della ricerca si è focalizzata su come osservare le nubi spaziali. Dopo mesi di tentativi, in attesa delle condizioni ideali di osservazione, gli scienziati sono riusciti ad osservare le nubi nel punto L5, con la tecnica della polarimetria. “Se le nubi sono illuminate direttamente dal Sole, la luce viene diffusa dalle particelle di polvere e può essere fotografata con sensori appropriati”, spiegano gli autori. dello studio. La polarimetria permette di osservare la luce che ha cambiato polarizzazione (la direzione in cui oscillano i campi elettromagnetici della luce stessa) a seguito di una interazione con la materia, per esempio, con le particelle di polvere interplanetaria che formano le nubi di Kordylewski.

I ricercatori affermano di aver osservato e registrato per la prima volta la presenza delle nubi intorno al punto L5. Per il punto L4, invece, non ci sono ancora evidenze, ma pare proprio che 60 anni fa Kazimierz Kordylewski ci avesse visto giusto. “È affascinante scoprire che il nostro pianeta ha degli pseudo-satelliti di polvere lungo l’orbita della Luna” ha detto Judit Slíz-Balogh a ScienceAlert, “e pare che in queste zone ci sia molto altro da scoprire”.

I punti di Lagrange

Ma cosa sono queste zone L4 e L5 in cui si trovano le nubi? I punti di Lagrange sono stati scoperti nel diciottesimo secolo dal matematico torinese Giuseppe Lagrange, mentre studiava il problema dei tre corpi. Due grandi masse, come Terra e Luna (ma vale anche per Sole e Terra), hanno ciascuna un campo gravitazionale.

Ci sono dei punti, cinque in tutto, in cui le forze gravitazionali combinate di Terra e Luna permettono ad un terzo oggetto più piccolo di rimanere in un’orbita stabile intorno alla massa più grande e con la stessa velocità angolare della massa più piccola. In pratica, i punti lagrangiani sono delle zone ‘bloccate’, dove piccoli (rispetto alle masse di Terra e Luna) oggetti come sonde, asteroidi o le nubi di Kordylewski possono rimanere stabilmente. Sono dei veri e propri ‘parcheggi dello spazio’, delle zone stabili in cui conviene piazzare sonde e telescopi, cosa che peraltro facciamo.

Tre di questi punti si trovano sull’asse Terra-Luna. Il punto L1 è più spostato verso il Sole, ed è un punto ideale per l’osservazione della nostra stella, e le sonde Soho e Ace si trovano intorno a questo punto. IL punto L2 invece è spostato oltre l’orbita della Luna, e si presta bene alle osservazioni dello spazio, grazie alla stabilità delle condizioni di luce e temperatura. Qui già orbitano diverse sonde e sarà il luogo in cui verrà posizionato telescopio spaziale James Webb. Il punto L3 si trova dalla parte opposta dell’orbita lunare. I punti L4 e L5 sono alla stessa distanza dalla Terra e dalla Luna, sull’orbita di quest’ultima. Sono anche chiamati punti Troiani, dal nome degli asteroidi che si trovano nei punti L4 e L5 del sistema Sole-Giove. Sono queste le zone dove si accumula la polvere interplanetaria che forma le nubi di Kordylewski. Fra i cinque parcheggi, sicuramente sono i più ‘polverosi’.

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