El Sofista: Las naves STEREO trazan el mapa de los confines del Sistema Solar

jueves, julio 03, 2008

Las naves STEREO trazan el mapa de los confines del Sistema Solar

Las naves espaciales STEREO de la NASA han estado estudiando al Sol desde su lanzamiento en 2006. Pero la misión hizo un descubrimiento inesperado y sorprendente al detectar partículas provenientes del límite del Sistema Solar y, por primera vez, los científicos han tenido la oportunidad de trazar el mapa de la región donde el viento solar caliente se encuentra con el frío medio interestelar. Sin embargo, el mapa no fue confeccionado con instrumentos ópticos registrando una imagen en la luz visible, sino que se trazó el mapa de la región por medio de átomos neutrales o sin carga. El descubrimiento es un "nuevo tipo de astronomía basada en los átomos neutrales", dijo Robert Lin, de la Universidad California en Berkeley, EE.UU., y a cargo de uno de los sensores a bordo de las STEREO. "No es posible obtener una imagen global de esta región, una de las últimas regiones inexploradas de la heliosfera, de otra forma porque es demasiado tenue para ser vista por los telescopios ópticos comunes." Los hallazgos también permitirán aclarar una discrepancia en la cantidad de energía en la región encontrada por la nave espacial Voyager 2 en su pasaje a través de la frontera del Sistema Solar el año pasado.

La heliosfera se estira a partir del Sol a más del doble de la distancia de Plutón. Más allá de este límite, llamado la heliopausa, se encuentra la relativa quietud del espacio interestelar, a unas 100 unidades astronómicas (AU) —100 veces la distancia promedio de la Tierra al Sol—. El frente de choque o termination shock es la región de la heliosfera donde el viento solar supersónico frena a velocidad subsónica a medida que se combina con el medio interestelar. La heliofunda o heliosheath es la región de plasma turbulento entre el frente de choque y el medio interestelar.

Las naves espaciales gemelas STEREO-A y STEREO-B, que giran en órbita alrededor del Sol a ambos lados de la Tierra (*), toman imágenes en estéreo de la superficie del Sol y miden los campos magnéticos y flujos de iones asociados con las explosiones solares.

Sin embargo, entre junio y octubre de 2007, uno de los sensores en el instrumento IMPACT a bordo de cada una de las naves STEREO detectó átomos neutrales que se originaban desde el frente de choque y desde la más alejada heliofunda.

"Los sensores fueron designados para detectar electrones cargados, que fluctúan su intensidad según el campo magnético", explicó Linghua Wang, un estudiante graduado del Departamento de Física de UC Berkeley. "Nos sorprendió que la intensidad de estas partículas no dependiera del campo magnético, lo que significa que deben ser átomos neutrales."

Los físicos de la UC Berkeley concluyeron que estos átomos neutrales energéticos eran originariamente iones recalentados en el frente de choque que perdieron su carga debido a los átomos fríos del medio interestelar y, al no estar más obstaculizados por campos magnéticos, fluyeron de regreso al Sol y dentro de los sensores de las STEREO.

"Este es el primer mapa de las partículas energéticas neutrales de más allá de la heliosfera", agregó Lin. "Estos átomos neutrales nos informan acerca de los iones calientes de la heliofunda. Los iones recalentados en el frente de choque intercambian sus cargas con los átomos neutrales y fríos del medio interestelar y se transforman en neutrales, y luego fluyen de regreso hacia el Sol."

Según Lin, los átomos neutrales son probablemente hidrógeno, ya que la mayor parte de las partículas del medio interestelar local son hidrógeno.

Los hallazgos de las STEREO, publicado en la edición del 3 de julio de la revista Nature, aclaran una discrepancia en la cantidad de energía vertida al espacio por el viento solar en desaceleración que fue descubierta el año pasado cuando la Voyager 2 cruzó el frente de choque del Sistema Solar y penetró en la más amplia heliofunda.

La recientemente descubierta población de iones de la heliofunda contiene cerca del 70 por ciento de la energía disipada en el frente de choque, que corresponde con exactitud a la cantidad que faltaba en los instrumentos de la Voyager 2, concluyeron los físicos de la UC Berkeley. Los resultados de la Voyager 2 fueron publicados en la misma edición de Nature.

Una nueva misión de la NASA, el Explorador del Límite Interestelar o Interstellar Boundary Explorer (IBEX) está prevista que sea lanzada en los próximos meses, con el objetivo de trazar un mapa más completo de los iones energéticos de menor energía en la heliofunda por medio de los átomos energéticos neutrales, a fin de descubrir la estructura del frente de choque y la forma en que los iones de hidrógeno son acelerados en esa región.

Fuente: Nancy Atkinson para Universe Today y EurekAlert (enlaces en inglés).

(*) STEREO-A gira en órbita solar a más de un millón y medio de kilómetros por delante de la Tierra, mientras que STEREO-B se encuentra por detrás de la Tierra -las letras "A" y "B" se refieren a las palabras inglesas ahead (adelante) y "behind" (detrás), respectivamente—. La separación es deliberada, ya que permite que ambas naves espaciales capten imágenes separadas del Sol. Luego los investigadores combinarán las imágenes y obtendrán películas estereoscópicas de las tormentas solares. Ver animación.