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Voyager 2 ilumina el límite del espacio interestelar a 11 mil millones de millas de la Tierra

Voyager 2 ilumina el límite del espacio interestelar a 11 mil millones de millas de la Tierra

Nave espacial Voyager de la NASA entrando en el espacio interestelar

El concepto de este artista muestra una de las naves espaciales Voyager de la NASA entrando en el espacio interestelar, o el espacio entre estrellas. Esta región está dominada por el plasma expulsado por la muerte de estrellas gigantes hace millones de años. El plasma más caliente y disperso llena el ambiente dentro de nuestra burbuja solar. Crédito: NASA

Hace un año, el 5 de noviembre de 2018, la Voyager 2 de la NASA se convirtió en la segunda nave espacial de la historia en abandonar la heliosfera: la burbuja protectora de partículas y campos magnéticos creados por nuestro Sol. A una distancia de aproximadamente 11 mil millones de millas (18 mil millones de kilómetros) de la Tierra, mucho más allá de la órbita de Plutón – La Voyager 2 había ingresado al espacio interestelar, o la región entre las estrellas. Hoy, cinco nuevos trabajos de investigación en la revista. Astronomía de la naturaleza describe lo que los científicos observaron durante y desde el histórico cruce de Voyager 2.

Cada artículo detalla los hallazgos de uno de los cinco instrumentos científicos operativos del Voyager 2: un sensor de campo magnético, dos instrumentos para detectar partículas energéticas en diferentes rangos de energía y dos instrumentos para estudiar plasma (un gas compuesto de partículas cargadas). Tomados en conjunto, los hallazgos ayudan a pintar una imagen de esta costa cósmica, donde termina el entorno creado por nuestro Sol y comienza el vasto océano del espacio interestelar.

La luz tarda aproximadamente 16,5 horas en viajar de la Voyager 2 a la Tierra. En comparación, la luz que viaja desde el Sol tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra.

La heliosfera del Sol es como un barco que navega por el espacio interestelar. Tanto la heliosfera como el espacio interestelar están llenos de plasma, un gas al que se le han despojado algunos de sus átomos de sus electrones. El plasma dentro de la heliosfera es caliente y escaso, mientras que el plasma en el espacio interestelar es más frío y más denso. El espacio entre las estrellas también contiene rayos cósmicos, o partículas aceleradas por estrellas en explosión. La Voyager 1 descubrió que la heliosfera protege a la Tierra y a los otros planetas de más del 70% de esa radiación.

La sonda Voyager 2 de la NASA ingresa al espacio interestelar

Esta ilustración muestra la posición de las sondas Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA, fuera de la heliosfera, una burbuja protectora creada por el Sol que se extiende mucho más allá de la órbita de Plutón. Ambos Voyager están ahora fuera de la heliosfera, en una región conocida como espacio interestelar, o el espacio entre estrellas. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Cuando el Voyager 2 salió de la heliosfera el año pasado, los científicos anunciaron que sus dos detectores de partículas energéticas notaron cambios dramáticos: la tasa de partículas heliosféricas detectadas por los instrumentos se desplomó, mientras que la tasa de rayos cósmicos (que generalmente tienen energías más altas que las partículas heliosféricas) aumentó dramáticamente y se mantuvo alta. Los cambios confirmaron que la sonda había entrado en una nueva región del espacio.

Antes de que la Voyager 1 llegara al borde de la heliosfera en 2012, los científicos no sabían exactamente qué tan lejos estaba este límite del Sol. Las dos sondas salieron de la heliosfera en diferentes lugares y también en diferentes momentos en el ciclo solar de aproximadamente 11 años que se repite constantemente, en el transcurso del cual el Sol atraviesa un período de alta y baja actividad. Los científicos esperaban que el borde de la heliosfera, llamada heliopausa, pueda moverse a medida que cambia la actividad del Sol, algo así como un pulmón expandiéndose y contrayéndose con la respiración. Esto fue consistente con el hecho de que las dos sondas encontraron la heliopausa a diferentes distancias del Sol.

Los nuevos documentos ahora confirman que la Voyager 2 aún no se encuentra en el espacio interestelar sin perturbaciones: al igual que su gemela, Voyager 1, la Voyager 2 parece estar en una región de transición perturbada justo más allá de la heliosfera.

"Las sondas Voyager nos muestran cómo nuestro Sol interactúa con las cosas que llenan la mayor parte del espacio entre las estrellas en el Vía láctea galaxia ”, dijo Ed Stone, científico del proyecto Voyager y profesor de física en Caltech. "Sin estos nuevos datos de Voyager 2, no sabríamos si lo que estábamos viendo con Voyager 1 era característico de toda la heliosfera o específico solo de la ubicación y la hora en que se cruzó".

Empujando a través del plasma

Las dos naves espaciales Voyager ahora han confirmado que el plasma en el espacio interestelar local es significativamente más denso que el plasma dentro de la heliosfera, como esperaban los científicos. La Voyager 2 ahora también midió la temperatura del plasma en el espacio interestelar cercano y confirmó que es más frío que el plasma dentro de la heliosfera.

Voyager de la NASA analiza las líneas de flujo de plasma

El concepto de este artista muestra las ubicaciones de las naves espaciales Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA en relación con la heliosfera, o la burbuja protectora de partículas y campos magnéticos creados por nuestro Sol. Esta imagen muestra líneas de flujo de plasma tanto dentro como fuera de la heliopausa. La dirección del plasma solar es diferente de la dirección del plasma interestelar. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech

En 2012, la Voyager 1 observó una densidad de plasma ligeramente superior a la esperada justo fuera de la heliosfera, lo que indica que el plasma está algo comprimido. La Voyager 2 observó que el plasma fuera de la heliosfera es ligeramente más cálido de lo esperado, lo que también podría indicar que se está comprimiendo. (El plasma exterior aún está más frío que el plasma interior). La Voyager 2 también observó un ligero aumento en la densidad del plasma justo antes de salir de la heliosfera, lo que indica que el plasma está comprimido alrededor del borde interior de la burbuja. Pero los científicos aún no entienden completamente qué está causando la compresión en ambos lados.

Partículas con fugas

Si la heliosfera es como un barco que navega por el espacio interestelar, parece que el casco tiene alguna fuga. Uno de los instrumentos de partículas del Voyager mostró que un goteo de partículas desde el interior de la heliosfera se desliza a través del límite hacia el espacio interestelar. La Voyager 1 salió cerca del "frente" de la heliosfera, en relación con el movimiento de la burbuja a través del espacio. La Voyager 2, por otro lado, se encuentra más cerca del flanco, y esta región parece ser más porosa que la región donde se encuentra la Voyager 1.

Misterio del campo magnético

Una observación del instrumento de campo magnético de la Voyager 2 confirma un resultado sorprendente de la Voyager 1: el campo magnético en la región más allá de la heliopausa es paralelo al campo magnético dentro de la heliosfera. Con Voyager 1, los científicos solo tenían una muestra de estos campos magnéticos y no podían decir con certeza si la alineación aparente era característica de toda la región exterior o solo una coincidencia. Las observaciones del magnetómetro de la Voyager 2 confirman el hallazgo de la Voyager 1 e indican que los dos campos se alinean, según Stone.

Las sondas Voyager se lanzaron en 1977, y ambas pasaron volando. Júpiter y Saturno. Voyager 2 cambió de rumbo en Saturno para volar Urano y Neptuno, realizando los únicos sobrevuelos cercanos de esos planetas en la historia. Las sondas Voyager completaron su Gran Recorrido por los planetas y comenzaron su Misión Interestelar para llegar a la heliopausa en 1989. La Voyager 1, la más rápida de las dos sondas, está actualmente a más de 13.6 mil millones de millas (22 mil millones de kilómetros) del Sol, mientras que la Voyager 2 está a 11.3 mil millones de millas (18.2 mil millones de kilómetros) del Sol. La luz tarda aproximadamente 16,5 horas en viajar de la Voyager 2 a la Tierra. En comparación, la luz que viaja desde el Sol tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra.

Referencias

"Mediciones de rayos cósmicos de la Voyager 2 cuando cruzó al espacio interestelar" por Edward C. Stone, Alan C. Cummings, Bryant C. Heikkila y Nand Lal, 4 de noviembre de 2019, Astronomía de la naturaleza.DOI: 10.1038 / s41550-019-0928-3

"Mediciones de campo magnético y partículas realizadas por Voyager 2 en y cerca de la heliopausa" por L. F. Burlaga, N. F. Ness, D. B. Berdichevsky, J. Park, L. K. Jian, A. Szabo, E. C. Stone y J. D. Richardson, 4 de noviembre de 2019, Astronomía de la naturaleza.DOI: 10.1038 / s41550-019-0920-a

“Densidades de plasma cerca y más allá de la heliopausa de los instrumentos de ondas de plasma Voyager 1 y 2” por D. A. Gurnett y W. S. Kurth, 4 de noviembre de 2019, Astronomía de la naturaleza.DOI: 10.1038 / s41550-019-0918-5

"Voyager 2 observaciones de plasma de la heliopausa y el medio interestelar" por John D. Richardson, John W. Belcher, Paula García-Galindo y Leonard F. Burlaga, 4 de noviembre de 2019, Astronomía de la naturaleza.DOI: 10.1038 / s41550-019-0929-2

"Mediciones energéticas de partículas cargadas de Voyager 2 en la heliopausa y más allá" por Stamatios M. Krimigis, Robert B. Decker, Edmond C. Roelof, Matthew E. Hill, Carl O. Bostrom, Konstantinos Dialynas, George Gloeckler, Douglas C. Hamilton , Edward P. Keath y Louis J. Lanzerotti, 4 de noviembre de 2019, Astronomía de la naturaleza.DOI: 10.1038 / s41550-019-0927-4