Michigan, 10 de junio (The Conversation) El sol calienta la Tierra, haciéndola habitable para personas y animales. Pero eso no es todo lo que hace, afecta a una zona del espacio mucho mayor.
La heliosfera, la región del espacio afectada por el Sol, es 100 veces mayor que la distancia del Sol a la Tierra.
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El Sol es una estrella que emite constantemente una corriente continua de plasma (gas ionizado de alta energía) llamado viento solar.
Además de su persistente viento solar, el Sol ocasionalmente emite ráfagas de plasma llamadas eyecciones de masa coronal, que pueden contribuir a la aparición de auroras, así como explosiones de luz y energía llamadas llamaradas.
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El plasma del Sol se expande por el espacio, junto con el campo magnético del Sol. Juntos forman la heliosfera dentro del medio interestelar local circundante: el plasma, las partículas neutras y el polvo que llenan el espacio interestelar y sus astrosferas.
Los físicos solares como yo queremos entender la heliosfera y cómo interactúa con el medio interestelar.
Los ocho planetas conocidos del sistema solar, el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter y el cinturón de Kuiper (el grupo de cuerpos celestes más allá de Neptuno que incluye a Plutón) se encuentran dentro de la heliosfera.
La heliosfera es tan grande que los objetos en la órbita del Cinturón de Kuiper están más cerca del Sol que del límite más cercano de la heliosfera.
Protección de cubierta solar
Cuando las estrellas distantes explotan, expulsan grandes cantidades de radiación al espacio interestelar en forma de partículas altamente energéticas conocidas como rayos cósmicos.
Estos rayos cósmicos pueden ser peligrosos para los organismos vivos y dañar dispositivos electrónicos y naves espaciales.
La atmósfera de la Tierra protege la vida en el planeta de los efectos de la radiación cósmica, pero incluso antes de eso, la heliosfera misma actúa como un escudo cósmico contra la mayor parte de la radiación interestelar.
Además de la radiación cósmica, a la heliosfera llegan constantemente partículas neutras y polvo procedentes del medio interestelar local. Estas partículas pueden afectar el espacio alrededor de la Tierra y también pueden cambiar la forma en que el viento solar llega a la Tierra.
Las supernovas y el medio interestelar también pueden haber influido en los orígenes de la vida y la evolución de los humanos en la Tierra.
Algunos investigadores especulan que hace millones de años, la heliosfera entró en contacto con una nube de partículas densa y fría en el medio interestelar, lo que provocó que la heliosfera se contrajera, exponiendo la Tierra al medio interestelar local.
forma desconocida
Pero los científicos no saben realmente cómo es la heliosfera. Los patrones varían en forma, desde esférica hasta cometa y croissant. Estas predicciones varían en tamaño entre cientos y miles de veces la distancia entre el Sol y la Tierra.
Sin embargo, los científicos han identificado la dirección en la que se mueve el sol como la dirección de la “nariz” y la dirección opuesta como la dirección de la “cola”. La dirección de la nariz debe ser la distancia más corta hasta el borde de la heliosfera, el límite entre la heliosfera y el medio interestelar local.
Ninguna sonda ha podido observar bien la heliosfera desde el exterior ni tomar muestras adecuadas del medio interestelar local. Hacerlo podría brindarles a los científicos más información sobre la forma de la heliosfera y su interacción con el medio interestelar local, el entorno espacial fuera de la heliosfera.
Cruzando el borde de la heliosfera con la Voyager
En 1977, la NASA lanzó la misión Voyager: dos naves espaciales sobrevolaron Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno en el sistema solar exterior. Los científicos determinaron que después de observar estos planetas gigantes gaseosos, las sondas cruzaron por separado la heliosfera hacia el espacio interestelar en 2012 y 2018, respectivamente.
Si bien las Voyager 1 y 2 son las únicas sondas que probablemente cruzarán el borde de la heliosfera, ambas han excedido la vida útil prevista para su misión. Ya no pueden devolver los datos necesarios porque sus herramientas fallan lentamente o dejan de funcionar.
Estas naves espaciales están diseñadas para estudiar planetas, no el medio interestelar. Esto hace que no tengan los instrumentos adecuados para tomar todas las medidas del medio interestelar o de la heliosfera que necesitan los científicos.
Aquí es donde podría entrar una posible misión de sonda interestelar. Una sonda diseñada para volar fuera de la heliosfera ayudaría a los científicos a comprender la heliosfera observándola desde el exterior.
sonda interestelar
Debido a que la heliosfera es tan grande, la sonda podría tardar décadas en alcanzar el límite, incluso utilizando la asistencia gravitacional de un planeta masivo como Júpiter.
La nave espacial Voyager ya no podrá proporcionar datos del espacio interestelar mucho antes de que la sonda interestelar salga de la heliosfera.
Una vez lanzada la sonda, dependiendo de la trayectoria, tardará unos 50 años o más en llegar al medio interestelar. Esto significa que cuanto más espere la NASA para lanzar la sonda, más tiempo se quedarán los científicos sin misiones operando en la heliosfera o en el medio interestelar local.
La NASA está considerando desarrollar una sonda interestelar. Esta sonda tomará medidas de plasma y campos magnéticos en el medio interestelar y tomará imágenes de la heliosfera desde el exterior. Para prepararse, la NASA solicitó la opinión de más de 1.000 científicos sobre el concepto de la misión.
El informe inicial recomendó que la sonda siguiera una trayectoria de unos 45 grados desde el frente de la heliosfera. Este camino seguirá parte del recorrido de la Voyager, al tiempo que alcanzará algunas áreas nuevas del espacio. De esta manera, los científicos pueden estudiar nuevas regiones y volver a visitar algunas regiones del espacio parcialmente conocidas.
Este camino le daría a la sonda sólo una vista en ángulo parcial de la heliosfera y no podría ver la cola del Sol, una región sobre la cual los científicos saben poco.
En la cola del Sol, los científicos esperan que el plasma que forma la heliosfera se mezcle con el plasma que forma el medio interestelar. Esto sucede mediante un proceso llamado reconexión magnética, que permite que las partículas cargadas fluyan desde el medio interestelar local hacia la heliosfera. Al igual que las partículas neutras que entran por la nariz, estas partículas afectan el entorno espacial dentro de la heliosfera.
Sin embargo, en este caso las partículas están cargadas y pueden interactuar con campos magnéticos solares y planetarios. Si bien estas interacciones ocurren en los límites de la heliosfera, muy lejos de la Tierra, afectan la estructura interna de la heliosfera.
En un nuevo estudio publicado en la revista Frontiers in Astronomy and Space Sciences, mis colegas y yo evaluamos seis posibles direcciones de lanzamiento que van desde el morro hasta la cola.
Descubrimos que, en lugar de salir cerca de la dirección de la nariz, un camino que cruza el lado de la heliosfera hacia la dirección de la cola daría la mejor perspectiva de cómo se ve la heliosfera.
Una trayectoria en esta dirección brindará a los científicos una oportunidad única de estudiar una región del espacio completamente nueva dentro de la heliosfera.
Cuando la sonda emerja de la heliosfera al espacio interestelar, obtendrá una vista de la heliosfera desde el exterior en un ángulo que dará a los científicos una idea más detallada de su forma, especialmente en la disputada región de la cola.
En última instancia, sea cual sea la dirección en la que despegue la sonda interestelar, la ciencia que obtenga será invaluable y francamente astronómica. (Conversación)
(Esta es una historia sin editar y se generó automáticamente a partir de un servicio de noticias sindicado; es posible que el personal reciente no haya modificado ni editado el texto)
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