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NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab

Espacio

Cinco lecciones de la Voyager 2 en su viaje al espacio interestelar

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Se acaba de cumplir un año desde que la sonda Voyager 2 abandonara el sistema solar. Su travesía hasta los confines del sistema planetario ha permitido estudiar la composición de las partículas de plasma y la dirección de los campos magnéticos, unos resultados que plantean nuevas preguntas

  • por Neel V. Patel | traducido por Ana Milutinovic
  • 08 Noviembre, 2019

Hace un año, la sonda Voyager 2 de la NASA se convirtió en el segundo objeto creado por el hombre en la historia en salir del sistema solar y en entrar oficialmente en el espacio interestelar. La Voyager 2 se lanzó el 20 de agosto de 1977, 16 días antes de su gemela, la sonda Voyager 1, que salió del hemisferio norte del sistema solar en 2012. La Voyager 2 fue enviada a un viaje más largo, encontrándose con Urano y Neptuno, y hasta el día de hoy es la única nave espacial que ha visitado esos planetas de cerca. Después se dirigió al hemisferio sur de la heliosfera (la región más alejada del sistema solar, a veces denominada "la burbuja") y directamente hacia el espacio interestelar.

El 5 de noviembre de 2018, la Voyager 2 abandonó oficialmente el sistema solar al cruzar la heliopausa, el límite que marca el final de la heliosfera y el comienzo del espacio interestelar. Esto ocurrió a 119 unidades astronómicas (UA) del Sol (una UA tiene 149,6 millones de kilómetros, aproximadamente la distancia entre el Sol y la Tierra).

Esta nave espacial ha podido analizar la formación de los vientos solares, la composición y el comportamiento de las partículas de plasma, la interacción de los rayos cósmicos, la estructura y dirección de los campos magnéticos y otros rasgos que definen los confines del sistema solar. Ahora, los científicos han publicado una serie de artículos en Nature Astronomy que detallan los resultados de lo que la Voyager 2 observó al salir del sistema solar. Aquí están las cinco principales conclusiones.

1. La burbuja solar gotea, por ambos lados

La salida de la sonda Voyager 2 de la burbuja no estuvo exenta de sorpresas. Según los datos, la burbuja solar era "muy permeable", explica el autor principal de uno de los nuevos estudios  e investigador de la Universidad Johns Hopkins (EE. UU.) Stamatios Krimigis. El material de la burbuja solar fue descubierto en el espacio interestelar.

La Voyager 1 también había encontrado señales de las fugas de la burbuja. Pero en ese caso, se descubrió algún material interestelar dirigiéndose hacia la burbuja, lo contrario de lo que descubrió la Voyager 2, afirma el autor principal del otro artículo, Edward Stone de Caltech. Los nuevos hallazgos confirman las fugas de la heliopausa, detectados en dos partes muy diferentes de la heliosfera, no son una característica excepcional de la burbuja, aunque todavía no hay una explicación real de lo que la causa.

2. El límite de la burbuja es más uniforme de lo que pensábamos

Antes de las misiones Voyager, los científicos predijeron que la burbuja solar se disolvía en el espacio interestelar a medida que la sonda se aventuraba cada vez más lejos del Sol. La Voyager 2 parece confirmar que "de hecho, hay un límite muy claro allí", según el autor principal de este estudio, Donald Gurnett de la Universidad de Iowa (EE. UU.). El instrumento de onda de plasma de la Voyager 2 terminó midiendo densidades de plasma que estaban muy a la par con lo que la Voyager 1 había detectado. Debido a que el plasma solar es muy caliente (aproximadamente 1 millón de °C) y el plasma interestelar es increíblemente frío (solo 10.000 °C), la densidad del plasma aumenta en un factor entre 20 y 50 al cruzar la frontera. "Se trata de una característica de los fluidos, que suelen formar límites muy definidos", explica Gurnett.

Krimigis estaba especialmente sorprendido de que ambas Voyager cruzaran la heliopausa a las mismas distancias relativas (121 UA y 119 UA, respectivamente). Los modelos anteriores predijeron en gran medida que la mayor actividad solar durante la salida de la Voyager 1 en 2012 debían haber empujado el límite de la burbuja más lejos. Un período de baja actividad solar debía haber retrasado un poco la heliopausa durante la salida de la Voyager 2 el año pasado. El hecho de que ambas naves espaciales abandonaron el sistema solar a la misma distancia prácticamente, en dos lugares muy diferentes, crea algo de confusión en este momento.

3. La composición de la heliopausa en sí misma puede variar según la ubicación

La Voyager 2 también hizo algunas observaciones que no cuadran con ese límite definido o al menos no con lo que esperaríamos. La mayor de ellas es la medición del campo magnético dentro y fuera de la burbuja. Los astrónomos esperaban que la dirección del campo magnético fuera muy diferente entre los dos.

 Sin embargo, cuando la Voyager 2 cruzó esta fina superficie, "básicamente no hubo cambios" en la dirección del campo, algo que la Voyager 1 también observó, destaca el autor principal de este artículo, Leonard Burlaga, del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA. Al mismo tiempo, las observaciones del campo magnético en la Voyager 2 sugieren que descubrió una heliopausa más delgada y más sencilla y con de partículas menos energéticas que la que había detectado la Voyager 1. De nuevo, todos estos datos en conjunto generan más preguntas de las que se pueden responder.

4. La influencia del Sol va más allá del sistema solar

El Sol desprende constantemente ondas de choque de plasma llamadas eyecciones de masa coronal (CME, por sus siglas en inglés), que ayudan a dar forma al resto del sistema solar. Resulta que el impacto del Sol va más allá de sus propias fronteras. Los nuevos datos de la Voyager 2, al igual que los datos anteriores de la Voyager 1, muestran cómo los CME se propagan sobrepasando la heliopausa y reducen la cantidad de rayos cósmicos más allá de la burbuja. "Esto es algo similar a lo que se podría descubrir en la galaxia", asegura Gurnett. Las supernovas también envían ondas de choque a la galaxia, agitando el medio interestelar, aunque a una escala mucho más intensa que las CME. "Incluso la formación del sistema solar, según la mayoría de los astrónomos, fue impulsada por una onda de choque interestelar de una supernova", explica.

Si pensamos en el potencial de los rayos cósmicos para impulsar las mutaciones biológicas en la vida en la Tierra, estos hallazgos respaldan la idea de que el Sol también podría influir en la evolución de los seres vivos en los mundos extraterrestres, tanto en este sistema planetario como en otros.

5. Este ha sido el último hito importante del programa Voyager

"Cuando se lanzaron las dos Voyager, la era espacial tenía solo 20 años", recuerda Stone. "Era difícil saber en ese momento que algo así podría durar 40 años".

No obstante, las observaciones de la heliopausa realmente son parte del último gran descubrimiento para ambas. Cada sonda se alimenta mediante los generadores termoeléctricos de radioisotópos calentados por plutonio-238. Este material está experimentando una desintegración natural. "Sabemos que, de alguna forma, dentro de unos cinco años más o menos, es posible que no tengamos suficiente potencia para poder contar con algún instrumento científico por más tiempo", resalta Stone.

Las dos misiones seguirán aprendiendo cómo interactúa la heliosfera del Sol con el medio interestelar y nos darán pistas sobre otros sistemas estelares. "Creemos que cada estrella tiene estas características", subraya Stone. "Lo que aprendamos sobre esta heliosfera nos ayudará a conocer más sobre las astrosferas de otras estrellas".

Aunque la NASA continúa monitorizando, comunicándose y recogiendo datos de ambas sondas Voyager, la conversión de estos datos en información científica útil es en gran parte responsabilidad de los científicos de diferentes instituciones de Estados Unidos. Actualmente no hay planes para un sucesor del programa Voyager (la única otra nave espacial que se dirige a tal distancia, New Horizons, se quedará sin energía a 90 UA), pero el éxito de las misiones y las cuestiones que plantean indudablemente inspirarán a estos científicos e ingenieros para presentar nuevas propuestas de estudio de la heliosfera y del más allá.

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