Crédito de imagen: NASA
La nave espacial Voyager 1 de la NASA casi ha llegado a los límites exteriores del sistema solar en una región del espacio, llamada heliosheath, donde el viento solar sopla contra el gas interestelar. Esta es la primera vez que los científicos recopilan datos sobre estas áreas distantes del sistema solar. Lanzado el 5 de septiembre de 1977, el Voyager 1 está ahora a 13 mil millones de kilómetros del Sol.
La nave espacial Voyager 1 de la NASA está a punto de hacer historia nuevamente como la primera nave espacial en ingresar a la frontera final del sistema solar, una vasta extensión donde el viento del Sol sopla caliente contra el gas delgado entre las estrellas: el espacio interestelar. Sin embargo, antes de llegar a esta región, la Voyager 1 debe pasar por el choque de terminación, una zona violenta que es la fuente de haces de partículas de alta energía.
El viaje de la Voyager a través de esta zona turbulenta les dará a los científicos sus primeras mediciones directas de la frontera final inexplorada de nuestro sistema solar, llamada heliosheath, y los científicos están debatiendo si este pasaje ya ha comenzado. El 5 de noviembre de 2003 se publicarán dos artículos sobre esta investigación en Nature. El primer documento, del Dr. Stamatios M. Krimigis del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, Laurel, Maryland, y su equipo, proporciona evidencia que respalda la afirmación. que la Voyager 1 pasó más allá del choque de terminación. El segundo artículo, del Dr. Frank B. McDonald, de la Universidad de Maryland, College Park, y su equipo, da evidencia en contra de este reclamo. Un tercer artículo, publicado el 30 de octubre de 2003 en Geophysical Research Letters por el Dr. Leonard F. Burlaga del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland, y sus colaboradores, proporciona evidencia de que la Voyager 1 no pasó más allá del choque de terminación. (Consulte la Imagen 2a para ver una ilustración de la descarga de terminación y la cubierta helios).
“Las observaciones de la Voyager 1 muestran que hemos entrado en una nueva parte del sistema solar. Independientemente de si cruzamos el choque de terminación o no, los equipos están entusiasmados porque esto nunca se había visto antes; las observaciones son diferentes aquí que en el sistema solar interno ", dijo el Dr. Eric Christian, científico de disciplina para la investigación de Sun Earth Connection. programa en la sede de la NASA, Washington, DC.
“La Voyager 1 ha visto señales sorprendentes de la región en el espacio donde se forma una onda de choque gigante cuando el viento del Sol se desacelera bruscamente y presiona hacia afuera contra el viento interestelar. Las observaciones nos sorprendieron y desconcertaron, por lo que hay mucho por descubrir cuando Voyager comience a explorar esta nueva región en el borde exterior del sistema solar ", dijo el Dr. Edward Stone, Científico del Proyecto Voyager, Instituto de Tecnología de California, Pasadena, California.
A más de ocho mil millones de millas (13 mil millones de kilómetros) del Sol, la Voyager 1 es el objeto más distante construido por la humanidad. Lanzado el 5 de septiembre de 1977, exploró los planetas gigantes Júpiter y Saturno antes de ser arrojado hacia el espacio profundo por la gravedad de Saturno. Ahora se acerca, y puede haber entrado temporalmente, a la región más allá del choque de terminación.
El choque de terminación es donde el viento solar, una delgada corriente de gas con carga eléctrica que sopla constantemente del Sol, es frenada por la presión del gas entre las estrellas. En el choque final, el viento solar se desacelera abruptamente desde su velocidad promedio de 300 - 700 km por segundo (700,000 - 1,500,000 mph). (Consulte la Película 4 para ver cómo esto calienta el viento solar en la vaina heliótica).
Se desconoce la ubicación exacta del choque de terminación, y originalmente se pensó que estaba más cerca del Sol de lo que está actualmente la Voyager 1. A medida que la Voyager 1 navegaba cada vez más lejos del Sol, confirmó que todos los planetas estaban dentro de una inmensa burbuja soplada por el viento solar, y el choque de terminación era mucho más distante (Animación 1).
Es difícil estimar la ubicación del choque de terminación porque no conocemos las condiciones precisas en el espacio interestelar, e incluso lo que sabemos, la velocidad y la presión del viento solar, los cambios hacen que el choque de terminación se expanda, contraiga y onda. Puede ver un efecto similar cada vez que lava platos (Película 3). Si coloca una placa debajo de una corriente de agua, notará que el agua se extiende sobre la placa en un flujo relativamente suave. El flujo de agua tiene un borde áspero donde el agua se ralentiza abruptamente y se acumula. El borde es como el choque de terminación, y a medida que cambia el flujo de agua, la forma y el tamaño del borde áspero cambian.
Desde aproximadamente el 1 de agosto de 2002 hasta el 5 de febrero de 2003, los científicos notaron lecturas inusuales de los dos instrumentos de partículas energéticas en la Voyager 1, lo que indica que había entrado en una región del sistema solar como nunca antes se había encontrado. Esto llevó a algunos a afirmar que Voyager pudo haber ingresado en una característica transitoria del choque de terminación. Justo cuando aparecen y desaparecen pequeñas protuberancias y “dedos” en el borde áspero del flujo de agua sobre un plato, la Voyager podría haber ingresado un “dedo” temporal en el borde del choque de terminación.
La controversia se resolvería fácilmente si la Voyager aún pudiera medir la velocidad del viento solar, porque el viento solar se ralentiza abruptamente ante el choque de terminación. Sin embargo, el instrumento que mide la velocidad del viento solar ya no funciona en la venerable nave espacial, por lo que los científicos deben usar los datos de los instrumentos que todavía están trabajando para inferir si la Voyager atravesó el choque de terminación.
La evidencia para cruzar el choque incluye la observación de Voyager de que las partículas cargadas eléctricamente a alta velocidad (electrones e iones) aumentaron más de 100 veces durante el período del 1 de agosto de 2002 al 5 de febrero de 2003. Esto se esperaría si la Voyager pasara el choque de terminación, porque el choque acelera naturalmente las partículas cargadas eléctricamente que rebotan como bolas de ping pong entre los vientos rápidos y lentos en los lados opuestos del choque.
En segundo lugar, las partículas fluían hacia afuera, más allá de la Voyager y lejos del Sol. Esto se esperaría si la Voyager ya hubiera cruzado más allá del choque de terminación, porque la región de aceleración en el choque de terminación ahora estaría detrás de la nave espacial. En tercer lugar, una medida indirecta de la velocidad del viento solar indicó que el viento solar fue lento durante este período, como se esperaría si la Voyager estuviera más allá del choque.
“Hemos utilizado una técnica indirecta para mostrar que el viento solar disminuyó de aproximadamente 700,000 mph a mucho menos de 100,000 mph. Usamos esta misma técnica antes, cuando el instrumento para medir la velocidad del viento solar todavía funcionaba, y el acuerdo entre las dos mediciones fue mejor que 20% en la mayoría de los casos ”, dijo Krimigis.
La evidencia contra la entrada en el choque incluye la observación de que si bien hubo un aumento dramático en las partículas de baja velocidad, no se vieron a velocidades algo más altas que los científicos creen que genera el choque de terminación.
Sin embargo, la evidencia más fuerte contra la entrada es la observación de Voyager de que el campo magnético no aumentó durante este período. Según los modelos teóricos, esto debe suceder siempre que el viento solar se desacelere. Imagine una carretera con tráfico moderado. Si algo hace que los conductores disminuyan la velocidad, digamos un charco de agua, los autos se amontonan; su densidad aumenta. Del mismo modo, la densidad (intensidad) del campo magnético transportado por el viento solar aumentará si el viento solar se ralentiza.
“El análisis de las observaciones del campo magnético Voyager 1 a fines de 2002 indica que no entró en una nueva región de la heliosfera distante al haber cruzado el choque de terminación. Más bien, los datos del campo magnético tenían las características que se esperaban basadas en muchos años de observaciones previas, aunque la intensidad de las partículas energéticas observadas es inusualmente alta ”, dijo Burlaga.
Los equipos están de acuerdo en que la Voyager 1 ha visto un nuevo fenómeno: un período de seis meses en el que las partículas de baja energía eran muy abundantes y se alejaban del Sol. Cuando terminó el período inusual, ambos están de acuerdo en que la Voyager 1 volvió al viento solar, por lo que si este fue un paso temporal más allá del choque de terminación, el choque se volverá a ver, probablemente en los próximos dos años. Finalmente, las observaciones indican que el choque de terminación es mucho más complicado de lo que nadie pensaba.
Para sus misiones originales a Júpiter y Saturno, la Voyager 1 y la nave espacial hermana Voyager 2 estaban destinadas a regiones del espacio donde los paneles solares no serían factibles, por lo que cada una estaba equipada con tres generadores termoeléctricos de radioisótopos para producir energía eléctrica para los sistemas e instrumentos de la nave espacial. Todavía operando en condiciones remotas, frías y oscuras 26 años después, los Voyager deben su longevidad a estos generadores provistos por el Departamento de Energía, que producen electricidad a partir del calor generado por la descomposición natural del dióxido de plutonio.
Los Voyagers fueron construidos por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, que continúa operando ambas naves espaciales 26 años después de su lanzamiento. Las naves espaciales se controlan y sus datos se devuelven a través de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA, un sistema global de rastreo de naves espaciales también operado por JPL. El gerente del proyecto Voyager es Ed Massey de JPL. El científico del proyecto Voyager es el Dr. Edward Stone del Instituto de Tecnología de California.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
