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Crean el primer mapa 3D de la heliosfera de nuestro sistema solar, y es asombroso

Ahora tenemos un mapa tridimensional del límite último del Sistema Solar.

Un diagrama de nuestra heliosfera. Por primera vez, los científicos han cartografiado la heliopausa, que es el límite entre la heliosfera (marrón) y el espacio interestelar (azul oscuro). Crédito: NASA / IBEX / Adler Planetarium.

Por primera vez, los astrónomos han podido determinar la forma de la heliosfera, el límite que marca el final de la influencia del viento solar de nuestra estrella. Este descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor el entorno del Sistema Solar y cómo interactúa con el espacio interestelar.

«Los modelos físicos han teorizado este límite durante años», dijo el astrónomo Dan Reisenfeld del Laboratorio Nacional de Los Alamos. «Pero esta es la primera vez que hemos podido medirlo y hacer un mapa tridimensional».

De hecho, hemos tenido encuentros con el borde de la heliosfera, un límite conocido como heliopausa. Ambas sondas Voyager, lanzadas hace más de 40 años, lo han encontrado y han viajado al espacio interestelar.

La heliopausa es un lugar fascinante. El Sol lanza constantemente una corriente de partículas cargadas, un viento supersónico de plasma ionizado, hacia el espacio. Finalmente, el viento solar pierde fuerza con la distancia, por lo que ya no es suficiente para empujar contra la presión del espacio interestelar. El punto en el que eso sucede es la heliopausa.

El primer mapa tridimensional del límite entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar, una región conocida como heliopausa (ver animación más abajo).

El espacio interestelar no tiene una gran cantidad de material, pero hay suficiente como para tener una baja densidad de átomos y un viento cósmico que sopla entre las estrellas.

La forma del límite entre los dos ha sido tema de debate. ¿Es una burbuja redondeada? ¿Una estructura en forma de cometa, con una cola que fluye detrás del Sistema Solar mientras se mueve alrededor de la Vía Láctea? ¿O algo más parecido a un croissant extraño?

No podemos simplemente acercarnos y realizar un sondeo: las Voyager 1 y 2 estaban a 121 y 119 unidades astronómicas del Sol, respectivamente, cuando se encontraron con la heliopausa, y habían tardado décadas en llegar allí.

Pero eso no significa que no podamos echar un vistazo. Reisenfeld y su equipo utilizaron datos del satélite Interstellar Boundary Explorer (IBEX) de la NASA que orbita la Tierra, un observatorio que mide las partículas arrojadas desde la heliovaina, la región exterior de la heliosfera.

Algunas de esas partículas son lo que los científicos llaman átomos neutros energéticos o ENA. Estos se generan por colisiones entre partículas del viento solar y partículas del viento interestelar, y la fuerza de su señal depende de la fuerza del viento solar en el momento de la colisión —al igual que el viento en la Tierra, el viento solar no siempre sopla con la misma intensidad—.

Decodificar esta señal para mapear la heliopausa es un poco como la forma en que un murciélago usa el sonar para mapear su entorno físico. La fuerza de la señal y el lapso de tiempo entre el envío y la recepción pueden revelar la forma y la distancia de los obstáculos.

«La “señal” del viento enviada por el Sol varía en fuerza, formando un patrón único», explicó Reisenfeld. «IBEX verá el mismo patrón en la señal ENA de retorno, de dos a seis años después, dependiendo de la energía ENA y la dirección en la que mira IBEX a través de la heliosfera. Esta diferencia de tiempo es la forma en que encontramos la distancia a la región de la fuente ENA en una dirección particular».

El equipo utilizó datos de un ciclo solar completo, de 2009 a 2019. El mapa así generado es todavía un poco aproximado, pero ya está revelando cosas interesantes sobre la heliopausa.

Ahora sabemos, por ejemplo, que su forma (animada arriba) parece ser similar a la de un cometa, con una cola de al menos 350 unidades astronómicas de largo (ese es el límite actual del alcance del IBEX), aunque la longitud de la cola es imposible de medir. Podría ser corto y achaparrado. Por otro lado, la distancia radial mínima a la «nariz» de la heliopausa parece estar alrededor de 110 a 120 unidades astronómicas, consistente con los cruces de las Voyager.

En latitudes altas, la heliopausa se extiende de 150 a 175 unidades astronómicas. Esto muestra que la forma es más parecida a una bala, nada consistente con el extraño modelo de croissant.

La misión IBEX todavía está en marcha y continuará unos años más. Su sucesora, la Sonda de Aceleración y Mapeo Interestelar (IMAP), se lanzará en 2024, retomando donde termine IBEX.

El equipo espera que ambas misiones proporcionen más datos para ayudar a refinar la forma de la heliopausa.

La investigación ha sido publicada en The Astrophysical Journal Supplement Series.

Fuente: ScienceAlert. Edición: MP.

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