Sonde Pioneer e Voyager: quando raggiungeranno i prossimi sistemi stellari?

Quando nel 1972 la NASA lanciò la sonda Pioneer 10 verso Giove, non si sapeva neanche se avrebbe attraversato indenne la Fascia principale degli asteroidi. Oggi le quattro esploratrici del Sistema Solare lanciate negli anni Settanta - le Pioneer 10 e 11, e le Voyager 2 e 1 - sono ormai dirette oltre i confini dello Spazio interstellare (anche se le Pioneer hanno ormai smesso di comunicare con la Terra, e risultano ormai completamente isolate). Viaggiano a una velocità di circa 10 km al secondo, sufficiente a coprire un parsec (3,26 anni luce) di distanza ogni 100 mila anni. Quali altre stelle incontreranno nel loro percorso?

Non fisse. La domanda è più difficile di quel che sembri. Le stelle si muovono rapidamente nello Spazio interstellare, e per capire con quale di esse avverrà il prossimo flyby occorre conoscere la loro velocità. Coryn Bailer-Jones del Max Planck Institute for Astronomy (Germania) e Davide Farnocchia del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California, hanno ottenuto queste informazioni dalla mappa 3D più completa e aggiornata delle stelle della Via Lattea: quella realizzata dal satellite dell'ESA Gaia, che dal 2014 ha registrato la posizione di un miliardo di stelle, pianeti, comete e asteroidi della Galassia, e misurato velocità e luminosità dei 150 milioni di oggetti più brillanti in essa contenuti.

Sfera di cristallo. Il risultato è una mappa tridimensionale che mostra i movimenti di tutti gli oggetti contenuti nella Via Lattea. I due scienziati hanno utilizzato la versione più aggiornata di questo atlante celeste, il Gaia Data Release 2 o GDR2, per ottenere proiezioni delle future posizioni delle stelle più vicine, e confrontarle con le future posizioni delle sonde Pioneer e Voyager. Hanno così stilato una lista dei prossimi "incontri ravvicinati" tra le sonde e i sistemi stellari che visiteranno (dove per incontro ravvicinato si intende un flyby a distanza inferiore a 0,2 o 0,3 parsec).

90 mila anni di solitudine. La prima sonda a incrociare un nuovo sistema stellare sarà la Pioneer 10: tra 90 mila anni, la sonda si avvicinerà a HIP 117795, una stella arancione-rossa nella costellazione di Cassiopea, tenendosi a una distanza di 0,231 parsec (0,753 anni luce). Quindi sarà la volta della Voyager 1, che tra 303 mila anni passerà accanto a una stella chiamata TYC 3135-52-1, tenendosi a una distanza di 0,3 parsec (0,978 anni luce). Tra 900 mila anni, la Pioneer 11 effettuerà un flyby della stella TYC 992-192-1 a una distanza di 0,245 parsec (0,798 anni luce).

Tutti i sorvoli avverranno a distanze inferiori all'anno luce: in certi casi, saranno abbastanza vicini da sfiorare l'orbita delle comete più distanti delle rispettive stelle.

Il viaggio della Voyager 2 sarà probabilmente più noioso: la sonda non dovrebbe transitare a distanze inferiori a 0,3 parsec da una stella per i prossimi 5 milioni di anni. Tra 42 mila anni saluterà però da lontano (0,6 parsec) la stella Ross 248, nella costellazione settentrionale di Andromeda.

Un futuro radioso. Nel complesso, le quattro sonde si avvicineranno a circa 60 stelle nel prossimo milione di anni, e si porteranno a una distanza entro i due parsec rispetto a 10 di esse. Il loro viaggio si concluderà quando entreranno in collisione, o saranno catturate dalla gravità di altre stelle, ma questo non dovrebbe avvenire per lungo tempo: si parla di un periodo di anni nell'ordine di 10 elevato alla 20 ventesima potenza (10^20), quando la vita operativa delle sonde sarà ormai finita da un bel pezzo.