Los científicos hacen lo mejor

Los investigadores han obtenido una nueva visión del viaje que tienen por delante las naves espaciales gemelas Voyager y otras sondas destinadas en viajes de ida al espacio interestelar.

Vivimos en una burbuja, literalmente.

Se llama heliosfera y está hecha de tenue plasma que sale del sol. Este gas ionizado fluye hacia afuera a lo largo de las líneas de campo magnético que emergen de nuestra estrella, desplegándose en espirales radiales ligadas a la rotación del sol. Aventurarse más allá de donde este viento mengua contra los mayores flujos de plasma que atraviesan nuestra galaxia es, en un sentido muy real, dejar atrás nuestro sistema solar.

Sin embargo, a pesar de que la heliosfera se conoce y estudia desde finales de la década de 1950, sus confusos límites han salido a la luz hace relativamente poco tiempo, con un descubrimiento sorprendente. Hace poco más de una década, la Voyager 1 de la NASA transmitió datos que sugerían que finalmente había salido de la heliosfera para ingresar al espacio interestelar. Pero una medida no cumplió con las expectativas: el campo magnético espiral no se enderezó como se suponía que debía hacerlo si la nave espacial hubiera cruzado.

"Retrospectivamente, tenía sentido que debería haber una región de transición donde el campo magnético interestelar se agrupa y cubre la heliosfera", dice Jamie Rankin, científico adjunto del proyecto de la misión Voyager y físico espacial en la Universidad de Princeton.

Este efecto de "drapeado" es similar a cómo el agua que fluye se acumula alrededor de la proa de un barco y a lo largo de sus costados, hacia la cola. Y al igual que esta estela ondulante puede revelar el contorno de un barco, la curvatura de los campos magnéticos interestelares alrededor de la heliosfera a medida que nuestra estrella se mueve a través de la Vía Láctea puede proporcionar pistas importantes sobre el tamaño y la forma del límite en forma de burbuja entre nuestro sistema solar y el resto de la galaxia. Pero exactamente cómo se ve este drapeado y cómo da paso al prístino medio interestelar han permanecido abiertas las preguntas, es decir, hasta ahora.

En un estudio publicado recientemente en Astrophysical Journal Letters, Rankin y su equipo de investigadores pintan la primera imagen clara de la región cubierta al reunir mediciones independientes de las sondas gemelas Voyager y un modelo del límite heliosfera-interestelar obtenido del Límite interestelar de la NASA. Explorer (IBEX), un satélite en órbita terrestre lanzado en 2008.

La fuerza de los Voyagers es que miden directamente los campos magnéticos y cómo los campos cambian con la distancia a medida que la nave espacial se aleja del sol. Pero las Voyagers solo toman muestras del campo a lo largo de sus trayectorias, lo que ofrece una visión parcial de los límites en evolución de la burbuja. IBEX, por otro lado, proporciona una perspectiva de "panorama general" al detectar las lluvias energéticas de átomos producidas a través de las colisiones entre las partículas del viento solar y las partículas del medio interestelar en el límite de la heliosfera. Estos datos arrojan una vista remota de la superficie de la burbuja en todo el cielo, pero sin mediciones cruciales de distancias relativas.

El problema es que estos dos conjuntos de datos no concuerdan. A lo largo de sus trayectorias de salida, ambas Voyagers ahora miden localmente campos magnéticos que son más fuertes que los valores extrapolados de las observaciones remotas de todo el cielo de IBEX del campo magnético sin cortinas más lejos, y se desvían de ellos. Conciliar estos resultados de misiones tan diferentes es un poco como tratar de juntar dos conjuntos de piezas de un rompecabezas. "Ha habido mucha discusión sobre por qué los datos de la Voyager no coinciden con IBEX", dice Katia Ferrière, astrofísica de la Universidad de Toulouse en Francia, que no participó en el estudio.

En el artículo, los investigadores muestran cómo el modelo IBEX y las medidas de las Voyagers en realidad cuentan una historia consistente. A lo largo de la trayectoria de la Voyager 1, los resultados muestran que la fuerza y ​​la dirección del campo, es decir, el "paño" alrededor de los bordes de la heliosfera, persistirá durante los próximos 60 años, lo que corresponde a otros 20 mil millones de millas del viaje de la nave espacial, antes de finalmente alcanzar el campo magnético interestelar "sin cubrir" predicho por IBEX. Aplicado a los datos de la Voyager 2, el análisis muestra que esta nave espacial tendrá que viajar el doble de lejos que su gemela para escapar de los campos magnéticos acumulados de la transición de la heliosfera, un viaje de unos 120 años.

"[Estos resultados] pintan una imagen completa", dice Ferrière, aunque las futuras misiones aún podrían ampliarla.

Con ese fin, la NASA está planeando el lanzamiento en 2025 de una especie de sucesor de IBEX: la sonda de aceleración y mapeo interestelar (IMAP). IMAP producirá mapas de mayor resolución de la estructura global de la heliosfera y se superpondrán con las mediciones en curso de la Voyager, que los investigadores esperan que continúen durante la próxima década a pesar de que ambas Voyager tienen una potencia peligrosamente baja.

"La combinación de estas medidas proporcionará la mejor comprensión de la interacción de la heliosfera con el medio interestelar local", dice el coautor del estudio David McComas, físico espacial de la Universidad de Princeton e investigador principal de las misiones IBEX e IMAP.

Una futura misión interestelar que continúe donde terminaron las Voyager 1 y 2 también podría aclarar aún más la forma compleja de la heliosfera.

"Enviar una nave espacial por el costado podría proporcionar una buena perspectiva de cómo se ve esta burbuja en la dirección del viento local y en el lado opuesto donde la gente habla de que hay una configuración similar a una cola", dice Ralph McNutt, Jr., investigador principal del estudio conceptual de la misión Interstellar Probe y físico espacial en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.

Y los resultados del estudio de Rankin y su equipo sugieren que los campos magnéticos se acumulan menos hacia el flanco de babor de la heliosfera, lo que significa que una sonda que pasa a través de esta región de transición, a diferencia del drapeado más grueso en el otro lado, podría acceder más rápidamente a la radiación interestelar prístina. espacio.

Obtener muestras del campo magnético interestelar no perturbado también podría ayudar a mapear la distribución y la forma de las nubes interestelares de gas y polvo que rodean nuestro sistema solar, como la Nube Interestelar Local (LIC) que atraviesa actualmente la heliosfera. Las nubes interestelares también pueden estirar y torcer los campos magnéticos circundantes a medida que se mueven.

"La forma general de la heliosfera se rige por su movimiento a través del LIC, pero su forma exacta también depende de los campos magnéticos ambientales", dice Ferrière.

Aunque todavía queda trabajo por hacer para mapear nuestra burbuja y sus alrededores, el estudio de Rankin y su equipo muestra el poder de reunir mediciones remotas de satélites y naves espaciales in situ.

"Este estudio se trata de conectar lo que hemos medido para dar sentido a la imagen más grande de cómo se ve nuestro lugar en la galaxia", dice Rankin.

Theo Nicitopouloses un escritor independiente que cubre noticias de ciencia terrestre y espacial.

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