Lo de la Voyager 1 es lo más parecido a un culebrón interestelar. Ayer la NASA anunció que la sonda había abandonado por fin oficialmente el Sistema Solar. Lo ponía alto y claro en el titular de su comunicado. Sin embargo, un vistazo a una representación del Sistema Solar y sus "zonas" (arriba) muestra que, técnicamente, la adorable Voyager aún sigue "entre nosotros".
En realidad la zona en la que ha entrado ahora la Voyager es la denominada "espacio interestelar", que es lo que hay justo después de la heliosfera. La heliosfera es la región espacial que se encuentra bajo la influencia del Sol, su viento solar y su campo magnético. Terminada esta zona, como puedes ver en el mapa de arriba, se encuentra el espacio interestelar, compuesto primero por la Nube de Oort. El problema: según el consenso de los astrónomos y científicos, la Nube de Oort "sí" forma parte del Sistema Solar, por lo que en teoría la Voyager 1aún "no" ha salido del Sistema Solar.
Aunque nunca se ha podido observar directamente, se cree que la Nube de Oort no es más que una gigantesca zona compuesta por millones de comentas. El Jet Propulsion Laboratory, que gestiona la misión de la Voyager 1, sí señaló bien en su comunicado que la sonda había entrado en el espacio interestelar, que no es lo mismo que abandonar el Sistema Solar. Desde entonces la NASA ha cambiado también su titular. Parece que esta vez a la agencia espacial estadounidense le han podido las prisas sobre los hechos.
La Nube de Ort está a unas 1.000 unidades astronómicas del Sol y puede tener una longitud estimada de 100.000 unidades astrónomicas. Es decir que, como explican también por aquí en Microsiervos, a la Voyager 1 aún le podrían quedar unos 300 años para llegar a la Nube de Oort y otros 30.000 años más para salir. Será en ese momento cuando salga del Sistema Solar. Una pena que no lo vayamos a ver. [vía JPL y NASA]
ACLARACIONES
La nube de Oort es un hipotético conjunto de pequeños cuerpos astronómicos. resulta extraño que en otras estrellas no se haya observado dicha nube por lo que entiendo que ha abandonado el sistema solar.
Heliosfera
El viento solar puede ser visto como una gas raro de partículas cargadas, el cual se expande hacia afuera. Es un gas un poco inusual, un "plasma" de partículas cargadas: sus partículas están unidas mediante el campo magnético que los rodea, y no debido a las colisiones que han tenido, como ocurre con las moléculas del aire que respiramos. Pero como un gas ordinario, este también puede ejercer una presión.
Al expanderse el viento solar de manera radial, su densidad continúa decreciendo, como la dispersión de luz de un foco, --al incrementarse su distancia R desde el centro del Sol, su densidad cae en proporción a 1/R2, haciéndose cada vez más pequeño. El campo magnético también se debilita, en aproximadamente 1/R; el campo de una barra magnética en el vacío se debilitaría en una proporción mucho más rápida, pero aquí la intensidad magnética se mantiene debido a las partículas cargadas que contiene, las cuales pertenecen al viento solar. La presión ejercida por el viento solar depende de ambos, de la densidad y del campo magnético; dado que ambos se hacen cada vez más débiles al expanderse el gas lejos del Sol, también lo hace la presión. Pero otro gas, extremadamente raro, llena el espacio fuera del sistema solar, el "medio interestelar". Se puede esperar que la expansión del viento solar termine en donde su presión se balancee con la del gas interestelar.
Sin embargo, algunas precauciones deben ser observadas. Primero, la presión de balanceo solamente puede venir de los plasmas interestelares, de partículas cargadas en el espacio interestelar y de los campos magnéticos que los acompañan. Las partículas neutrales--tales como moléculas del aire común--no tendrán obstáculo: el campo magnético no ejerce fuerza sobre ellas, y las partículas del viento solar están tan dispersas (centímetros o pulgadas) que las colisiones prácticamente nunca ocurren.
Los átomos neutros (o moléculas) por lo tanto penetran fácilmente el sistema solar, hasta que en algún lugar--digamos, cerca de la órbita de la Tierra--la luz solar se hace suficientemente intensa para desprender un electrón. Cuando esto ocurre, el átomo repentinamente queda sujeto a fuerzas eléctricas y magnéticas, y queda atrapado por el viento solar. Esto puede ocurrir, y ha sido estudiado, pero no lo comentaremos aquí.
Choques de paro
Segundo, el comportamiento del gas depende de la velocidad del sonido, el cual controla la propagación de las fallas del gas. Las partículas del viento solar están ligadas mediante su campo magnético intrínseco, más que por las colisiones, de manera que la velocidad que importa tiene que ver con la "presión magnética" en lugar de la presión del gas ordinario, producido por las colisiones. Esa velocidad es conocida como la "Velocidad Alfvén" llamada así por el Sueco Hannes Alfvén, quien en 1944 predijo ondas en un plasma que avanza a esa velocidad. El viento solar es en realidad "superalfvénico", moviéndose típicamente a 2-3 veces la velocidad de Alfvén.
Un flujo supersónico que encuentra un obstáculo se somete a una doble transición. Primero, forma un "choque de paro", una transición en donde el fluido abruptamente se desacelera a una velocidad menor que la del sonido, mientras que su densidad se incrementa. Esta transición también está asociada con la conversión a calor de mucha de la energía cinética del flujo supersónico ordenado. Eso hace una gran diferencia para vehículos espaciales reentrando a la atmósfera desde una órbita: el transbordador espacial, por ejemplo, debe perder una gran cantidad de energía cinética antes de aterrizar, y se beneficia del hecho de que la mayor parte de esa energía es convertida en calor no cuando el flujo de aire supersónico golpea sus escudos de calor, sino una cierta distancia antes de eso, en el choque de paro al frente del vehículo.De manera similar, cuando el viento solar golpea un obstáculo, se forma un "choque de curvatura" adelante de él, y baja su velocidad a menos de la velocidad de Alfvén y solo entonces, a una distancia un poco después, interactúa con el obstáculo. Los campos magnéticos planetarios, tales como el de la Tierra, son un buen ejemplo. El choque de curvatura de la Tierra se forma aproximadamente a 13 radios terrestres en dirección al Sol-ese es el punto más cercano en una superficie curva, similar a lo que se obtiene cuando se rota una hipérbola alrededor de su eje de simetría. Entonces, el viento solar continúa, más lento y más denso, hasta que finalmente es defleccionado por el campo magnético de la Tierra en la "magnetopausa", a una distancia de aproximadamente 10.5 radios terrestres.
El Choque de Terminación
Lo mismo puede ocurrir con el obstáculo al enfrentarse con el viento solar, como al encuentrarse el plasma interestelar y el campo magnético. Los científicos han mantenido que el primer signo de tal encuentro sería un "choque de terminación" en donde el viento solar se desacelerara de manera abrupta, para ser seguido por la "heliopausa" en donde logrará un balance de presión con el medio interestelar. Y podrá ser defleccionado entonces de ese límite, de la misma manera en que es defleccionado en la magnetopausa de la Tierra. La región interior, dominada por el viento solar, fue llamada "heliósfera," aun y cuando (como la magnetósfera) su forma es probablemente no esférica.
Las terías sugieren que el choque ocurriría a aproximadamente 50-100 UA (unidades astronómicas; una unidad astronómica es la distancia media del Sol-Tierra), mucho más allá de las órbitas de Neptuno (30 UA) y Plutón (40 UA). Las naves frontales de la NASA entre las sondas espaciales de larga distancia son el Voyager 1, lanzado en 1977 hacia Júpiter y Saturno. Al aumentar su distancia, sus señales se debilitaron y necesitaron manejos especiales por parte de los ingenieros de la NASA, con una relación muy débil de señal. Sus generadores de electricidad, utilizando calor del plutonio radiactivo, también perdieron algo de potencia, y el deflector del viento solar también falló.Los investigadores esperaron año tras año--interpretando períodos de ruido como la aproximación del choque de terminación, tan solo para ver el ruido aquietarse de nuevo. Sin duda se han de haber hecho algunas apuestas respecto a cuándo y donde este cruce ocurriría.
Y entonces ocurrió, justo cuando nadie estaba viendo.
El Cruce
El 15 de Diciembre de 2004, el Voyager 1 estaba a aproximadamente 94 UA del Sol, y observó un campo magnético interplanetario de 0.05 nT (nanotesla) o menos. Para efectos de comparación, el campo en el viento solar cerca de la Tierra puede ser de 5-10 nT, y en la superficie de la Tierra este es típicamente de 50,000 nT. Voyager 1 no está siendo monitoreado de manera contínua, tan solo durante 8 horas al días, y cuando el campo magnético fué observado nuevamente el 17 de Diciembre, su intensidad se había incrementado a 0.12-0.15 nT, y se mantuvo en un nivel más alto (vea la imagen abajo, cortesía del Dr. L. Burlaga) En algún momento entre las observaciones, se obtuvo la transición. Voyager 1 no puede ya ver el viento solar, pero el campo magnético es una buena medida de la presión y velocidad del viento solar: el cual fué también marcado por un incremento en el nivel de fluctuación magnética ("turbulencia").
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Entonces, ¿Qué sigue? En algún lugar después del choque de terminación está la helio-pausa el verdadero límite interestelar, y se pueden observar cosas interesantes cuando este sea alcanzado. Dado que su detector de viento solar ya no funciona, Voyager 1 no podrá ver si el viento solar está curvado hacia afuera, pero sus líneas de campo magnético también estarían curvas, y eso todavía puede ser observado. Fuera de la helio pausa, puede existir otro choque de curva-miento pues el sistema solar en sí se está moviendo bastante rápido relativo a las partes circunvecinas de la galaxia. Nadie sabe cuando esto pueda ocurrir, y qué tan bien el Voyager 1 estará operando cuando se alcance la heliopausa. Como seguridad, también existe el Voyager 2, viajando atrás unas decenas de UA, pero todavía enviando datos del viento solar. Entonces de nuevo, la totalidad de la misión Voyager está operando bajo una sombra: fue realizado un movimiento a principios de 2005 (pero luego fue revertido) para cortar gastos al detener su seguimiento. Solo podemos mantener nuestros dedos cruzados que el seguimiento continúe mientras siga llegando información, y mientras tanto desearle a ambos Voyagers una larga y fructífera vida! |
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