Vivimos en una burbuja gigante, la heliosfera, en forma de croissant

Un nuevo modelo tridimensional de la heliosfera podría reconciliar las ideas dispares sobre la forma de la burbuja que envuelve el Sistema Solar.

23 marzo 2020 | Fuente: Nature Astronomy

Unos astrónomos estadounidenses han ideado un nuevo modelo refinado de la heliosfera, la vasta región alrededor del Sol que se extiende más de dos veces hasta Plutón, que lo representa como un campo de fuerza magnético en forma de media luna que se asemeja a un croissant (o cruasán) recién horneado.

¿Qué es la heliosfera?

Es la región del espacio que ‘ordena’ el Sol; su esfera de influencia. Es la extensión del viento solar, partículas cargadas expulsadas por el Sol, lo que se extiende mucho más allá de las órbitas de los planetas, creando una burbuja alrededor del Sol que lo acompaña en su viaje a través del espacio interestelar. En los bordes de la heliosfera es donde el viento solar se encuentra con el viento interestelar. Lanza un campo de fuerza magnética alrededor de todos los planetas, desviando las partículas cargadas que de otro modo entrarían en el sistema solar ... y destruirían el ADN.

¿De qué forma es la heliosfera?

Eso es algo controvertido. Hasta hace poco, el consenso era que la forma de la heliosfera es como un cometa. Durante mucho tiempo se pensó que la heliosfera se estira "detrás" del sistema solar, creando una forma de cometa, con una "cabeza" redonda delante y una larga cola que se extiende en la dirección opuesta. También se ha descrito como una forma de pelota de playa. Sin embargo, según Merav Opher , profesor de astronomía en la Universidad de Boston Centro de Física Espacial , y su coautor James Drake , de la Universidad de Maryland, la heliosfera debería empezar a llamarse helio-croissant.

Helisofera croissantPosición de las sondas Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA, fuera del heliosfera/ Crédito: NASA/JPL Caltech

¿De dónde provienen los datos?

El artículo original de Opher y Drake en 2015 utilizó datos de la nave espacial Voyager 1 de la NASA, que cruzó el límite de la heliosfera al espacio interestelar en mayo de 2012. Identificaron dos chorros gigantes de material siendo disparados hacia atrás sobre los polos norte y sur del Sol que se curvan en dos colas relativamente cortas hacia la parte de atrás; Una heliosfera que se parece mucho más a una luna creciente que a un cometa.

Helisofera croissantLa simulación de la heliosfera, la burbuja magnética que rodea al sol, muestra dos chorros relativamente cortos que salen de la cabeza/ Crédito: M. Opher/ ASS

¿Qué es el modelo de 'pelota de playa'?

La investigación de Opher y Drake fue controvertida y criticada. Sin embargo, en 2017, otros científicos propusieron otro modelo trabajando con los datos de la misión Cassini de la NASA en Saturno. Declararon que la heliosfera es mucho más compacta y redondeada de lo que se pensaba anteriormente, algo así como una pelota de playa.

Helisofera croissantMuchas estrellas muestran colas como la cola de un cometa. Pero los datos de las misiones Cassini y Voyager sugiere que el extremo posterior de nuestro sistema solar no puede extenderse en una larga cola. / Crédito: NASA / HST / R. Casalegno/ Galex

¿Cuál es el nuevo 'modelo de croissant'?

La teoría refinada de Opher y Drake, junto a sus colegas Avi Loeb de la Universidad de Harvard y Gabor Toth de la Universidad de Michigan, que se detalla en un nuevo artículo publicado en Nature Astronomy, asegura que dos chorros salen uno a cada lado de la cabeza de la heliosfera en lugar de uno solo en su cola. Su nuevo modelo 3D de la heliosfera, desarrollado en la supercomputadora Pleiades de la NASA y respaldado por la misma agencia, reconcilia su modelo de "croissant" con el modelo de "pelota de playa". Lo hace al distinguir entre el viento solar y las partículas neutras entrantes, que han llamado iones de “recolección”, que se desplazan hacia el sistema solar.

La nave espacial New Horizons, que ahora está explorando el espacio más allá de Plutón, ha revelado que estas partículas se vuelven cientos o miles de veces más calientes que los iones de viento solar ordinarios a medida que son transportados por el viento solar y acelerados por su campo eléctrico. Pero fue solo modelando la temperatura, la densidad y la velocidad de los dos grupos de partículas por separado que los investigadores descubrieron su enorme influencia en la forma de la heliosfera.

Helisofera croissantImpresión de artista de la superficie de uno de los planetas en el sistema TRAPPIST-./ Crédito: ESO / N. Bartmann

¿Importa qué forma tiene la heliosfera?

El viento solar y la heliosfera podrían ser ingredientes clave en la receta de la vida en la Vía Láctea y más allá. "Si queremos entender nuestro entorno, lo haremos mejor a través de esta heliosfera", segura Loeb, colaborador de Opher. Los investigadores que estudian los exoplanetas están interesados ??en comparar la heliosfera del Sol con las de otras estrellas. También están las partículas interestelares que destruyen el ADN, que en realidad podrían haber ayudado a impulsar las mutaciones genéticas que llevaron a la vida como la nuestra, explica Loeb. "En la cantidad correcta, introducen cambios, mutaciones que permiten que un organismo evolucione y se vuelva más complejo. Siempre hay un delicado equilibrio cuando se trata de la vida tal como la conocemos. Demasiado de algo bueno es algo malo".

Helisofera croissantLa nueva sonda interestelar saldría del sistema solar a principios de la década de 2030./ Crédito: Johns Hopkins APL

¿Cómo se puede confirmar la forma de la heliosfera?

Cuando se trata de datos, rara vez hay demasiado de algo bueno. Y aunque los modelos parecen converger, todavía están limitados por la escasez de datos del alcance exterior del sistema solar. Es por eso que investigadores como Opher esperan estimular a la NASA para lanzar una sonda interestelar de próxima generación que cortará un camino a través de la heliosfera y detectará directamente los iones de recolección cerca de la periferia de la heliosfera. Hasta ahora, solo las naves espaciales Voyager 1 y Voyager 2 han pasado ese límite, y se lanzaron hace más de 40 años, llevando instrumentos de una época anterior que fueron diseñados para hacer un trabajo diferente. Los defensores de la misión con sede en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins dicen que una nueva sonda podría lanzarse en algún momento en la década de 2030 y comenzar a explorar el borde de la heliosfera 10 o 15 años después de eso.

"Con la sonda interestelar esperamos resolver al menos algunos de los innumerables misterios que las misiones Voyager comenzaron a descubrir", dice Opher. Y por eso, piensa, vale la pena la espera.

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