Gli esploratori hanno a lungo fatto affidamento sulle bussole per navigare sulla terra e sugli oceani della Terra, utilizzando il campo magnetico globale del nostro pianeta come guida. Ma cosa succede quando si porta una bussola oltre la Terra — in orbita, sulla Luna, su altri pianeti o persino oltre il nostro sistema solare? Indicherebbe ancora il nord, o girerebbe senza meta in assenza di un campo magnetico dominante? La risposta dipende da dove ci si trova nel cosmo e da quali altri campi magnetici sono in gioco. Sulla Terra, l’ago di una bussola si allinea con il campo geomagnetico del nostro pianeta, che è generato dal movimento del ferro fuso nel nucleo esterno della Terra. Questo forte campo magnetico globale a forma di proiettile si estende ben oltre la superficie del nostro pianeta. Ma man mano che ci si avventura sempre più lontano nello spazio, il comportamento della bussola può cambiare.
Una Bussola in Orbita Terrestre
Il campo magnetico terrestre, chiamato magnetosfera, si estende per migliaia di miglia oltre la superficie della Terra. Ma in orbita terrestre bassa (LEO) — dove la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) orbita intorno al pianeta a un’altitudine di circa 250 miglia — il campo magnetico terrestre è quasi forte quanto sulla superficie. Ciò significa che una bussola funziona ancora in orbita, allineandosi con il nord magnetico della Terra. (A condizione che non ci siano altri magneti forti nelle vicinanze.) Tuttavia, le espulsioni di massa coronale (CME) e le tempeste geomagnetiche più potenti provenienti dal Sole possono anche interagire e disturbare la magnetosfera terrestre, il che può influenzare la direzione in cui una bussola punterà, specialmente quanto più ci si allontana. Queste fluttuazioni significano che, sebbene una bussola in orbita punterebbe ancora approssimativamente a nord, non sarebbe abbastanza affidabile per una navigazione precisa. Ad esempio, anche sulla superficie terrestre, “la navigazione con la bussola è particolarmente difficile durante una di queste tempeste magnetiche perché la direzione della bussola può cambiare di 10 gradi o più nel corso di poche ore”, secondo una guida educativa della NASA.
La Bussola Funziona sulla Luna?
La Luna, a differenza della Terra, non ha più un campo magnetico globale. Ciò significa che una bussola tradizionale non funzionerà lì. Tuttavia, la Luna non è del tutto priva di magnetismo. Alcune rocce lunari sono state trovate con magnetismo residuo — il che significa che sono state esposte a un forte campo magnetico miliardi di anni fa e producono ancora deboli campi magnetici localizzati. Gli scienziati credono che la Luna avesse un campo magnetico miliardi di anni fa che era approssimativamente paragonabile in forza a quello della Terra, generato da un dinamico nucleo fuso ora estinto. Questo antico campo probabilmente si collegava anche con quello della Terra, secondo la NASA, creando una magnetosfera protettiva che schermava entrambi i corpi dal vento solare e dalle tempeste geomagnetiche. Ma oggi, senza un campo magnetico globale a guidarla, una bussola sulla Luna sarebbe inutile.
Una Bussola su Diversi Pianeti
I campi magnetici variano ampiamente nel sistema solare, il che significa che una bussola si comporterebbe diversamente su ciascun pianeta:
Mercurio
Questo piccolo pianeta roccioso ha un campo magnetico globale debole ma rilevabile, solo circa l’1% della forza di quello terrestre. Una bussola su Mercurio potrebbe allinearsi con il campo, ma i movimenti dell’ago sarebbero molto più lenti, e la direzione in cui punta potrebbe essere facilmente influenzata dal vento solare e dal potente campo magnetico del Sole.
Venere
Venere manca completamente di un campo magnetico globale generato internamente. Pertanto, una bussola sul pianeta infernale sarebbe inutile come una sulla Luna. Tuttavia, la bussola potrebbe ancora comportarsi in modo erratico se Venere ha regioni localizzate di crosta magnetizzata, sebbene le prove di ciò siano ancora carenti.
Marte
Sebbene Marte non abbia più un campo magnetico globale, ne aveva uno simile a quello della Terra fino a circa 3,5 miliardi di anni fa. E alcune regioni di Marte contengono ancora resti di quel antico campo globale incorporati nella crosta. Una bussola potrebbe reagire in alcune di queste aree, ma non funzionerebbe in modo affidabile.
Giove
I giganti gassosi e di ghiaccio hanno campi magnetici intensi, molto più forti di quelli terrestri. Una bussola vicino a Giove, ad esempio, sarebbe sopraffatta dalla complessa e estremamente potente magnetosfera del pianeta — che è circa 20.000 volte la forza di quella terrestre.
Saturno
Nel frattempo, il campo magnetico di Saturno è quasi perfettamente allineato con il suo asse di rotazione, quindi una bussola sul pianeta con gli anelli potrebbe comportarsi in modo un po’ più prevedibile.
Urano e Nettuno
Urano e Nettuno hanno campi magnetici che sono entrambi multipolari e inclinati ad angoli estremi rispetto alla loro rotazione, quindi un ago della bussola su uno di questi giganti di ghiaccio si comporterebbe in modo erratico e imprevedibile.
Una Bussola Fuori dal Sistema Solare
Vicino all’eliopausa — il confine dove il campo magnetico del Sole cede il passo al mezzo interstellare — una bussola sarebbe principalmente influenzata dai campi magnetici della Via Lattea stessa. Tuttavia, questi campi magnetici interstellari sono estremamente deboli. Nel campo magnetico galattico della Via Lattea, la forza è così debole che una bussola standard sarebbe praticamente inutile. Sebbene una bussola tradizionale diventerebbe essenzialmente un peso morto tra le stelle, i campi magnetici galattici sono ancora importanti perché aiutano a modellare strutture cosmiche come le nebulose e influenzano le particelle ad alta energia in tutto l’universo.
Navigare nel Cosmo
Per gli esploratori umani e robotici che si avventurano oltre la Terra, strumenti di navigazione molto più avanzati hanno sostituito la semplice bussola. Che si tratti di GPS, tracciatori stellari o magnetometri di bordo, le agenzie spaziali hanno sviluppato modi estremamente affidabili per attraversare il cosmo. Tuttavia, immaginare il comportamento di una bussola in ambienti molto lontani dalla Terra offre uno sguardo affascinante sulle forze invisibili che modellano il nostro universo.