In the ultraviolet the sky never turns black

L’universo è permeato da una luce universale. Non preoccupatevi, non sta diventando esoterico qui, e non sto parlando del fondo cosmico a microonde. Si tratta di una parte completamente diversa dello spettro, dall’altra parte, la gamma ultravioletta. Il cosiddetto fondo ultravioletto Lyman-alfa fu scoperto per la prima volta negli anni ’60; la sua esistenza fu confermata nel 1971. Si forma quando particelle di luce di una certa frequenza (una frequenza di eccitazione dell’idrogeno) vengono disperse da atomi di idrogeno neutro. Tali fotoni emanano dal Sole in gran numero nel sistema solare. Le particelle di luce sono invisibili all’occhio perché sono ultraviolette. Tuttavia, sono abbastanza utili perché, con strumenti appropriati, possono essere utilizzati per l’immagine di crateri sulla Luna, per esempio, in cui la luce solare ordinaria non cade mai.

“Il fondo Lyman alfa è già stato studiato in dettaglio vicino all’orbita terrestre ed è così luminoso che se potessimo vederlo, il cielo notturno non diventerebbe mai più scuro del crepuscolo”, spiega il dottor Randy Gladstone, autore principale di uno studio che ha esaminato la distribuzione Lyman alfa nella Via Lattea utilizzando la sonda New Horizons ai confini del sistema solare. “È così luminoso a causa della Lyman alfa solare che non eravamo sicuri di quanto la Via Lattea contribuisca alla sua luminosità totale. È come stare vicino a un lampione in una notte di nebbia. La nebbia disperde la luce del lampione e rende difficile vedere qualsiasi altra cosa”.

Nel sistema solare esterno, tuttavia, dove la sonda New Horizons sta viaggiando, la componente di luce solare diffusa del segnale Lyman-alpha è molto meno brillante, e le componenti più deboli provenienti dalle regioni vicine della Via Lattea sono più facili da distinguere. “Lo sfondo galattico Lyman-alfa proviene da regioni calde intorno a stelle massicce che ionizzano tutta la materia nelle loro vicinanze, specialmente l’idrogeno, l’elemento più abbondante nell’universo”, spiega Gladstone. “Quando gli elettroni e i protoni alla fine si riassemblano o si ricombinano, emettono quasi sempre fotoni Lyman-alfa”. Gli atomi di idrogeno tra le stelle disperdono questi fotoni in un bagliore approssimativamente uniforme in tutto lo spazio.

Utilizzando lo spettrografo Alice UV a bordo di New Horizons, Gladstone è stato in grado di misurare con precisione la luminosità della componente galattica del fondo Lyman-alfa per la prima volta, grazie alla posizione eccezionale di New Horizons. “New Horizons si sta allontanando dal Sole da più di 15 anni ormai”, spiega Gladstone. “Più si allontana dal Sole, meno è accecata dalla componente solare dello sfondo Lyman-alfa”. Di conseguenza, lo sfondo Lyman-alfa nella Via Lattea è circa venti volte meno luminoso dello sfondo Lyman-alfa vicino alla Terra.

“Questo è nell’ordine di quello che gli astronomi hanno stimato per decenni”, ha detto Gladstone. “Ma ora abbiamo un numero molto più preciso”.

Questa mappa a falsi colori mostra diverse scansioni dello sfondo Lyman-alfa del cielo prese dallo spettrografo ultravioletto Alice sulla sonda New Horizons mentre si muoveva a 45 AU dal Sole. I dati concordano bene con un modello sottostante della componente solare del fondo Lyman-alfa, a cui è stata aggiunta una luminosità costante della Via Lattea. Lo sfondo è più luminoso in entrambe le direzioni vicino al nostro Sole, segnato qui da un punto arancione. (Immagine: SwRI)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris è un fisico e uno specialista dello spazio. Si è occupato a lungo di questioni spaziali, sia professionalmente che privatamente, e mentre voleva diventare un astronauta, è dovuto rimanere sulla Terra per una serie di motivi. È particolarmente affascinato dal "what if" e attraverso i suoi libri mira a condividere storie avvincenti di hard science fiction che potrebbero realmente accadere, e un giorno potrebbero accadere. Morris è l'autore di diversi romanzi di fantascienza best-seller, tra cui The Enceladus Series.

    Brandon è un orgoglioso membro della Science Fiction and Fantasy Writers of America e della Mars Society.