Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. La publicación contribuyó con el artículo a Space.com. Voces de expertos: artículos de opinión y opiniones.
Sarah Spitzer es investigador en Ciencias del Clima y del Espacio e Ingeniería en la Universidad de Michigan.
El sol calienta la Tierra, haciéndola habitable para las personas y los animales. Pero eso no es todo lo que hace, ya que afecta a una zona mucho más grande del espacio. La heliosferaEl área de espacio influenciado por el sol, es cien veces más grande que la distancia del sol al Tierra.
El sol es una estrella que emite constantemente un flujo constante de plasma (gas ionizado altamente energizado) llamado viento solar. Además de la viento solar constanteel sol también libera ocasionalmente erupciones de plasma llamadas eyecciones de masa coronallo que puede contribuir a la Auroray ráfagas de luz y energía, llamadas bengalas.
El plasma que sale del sol se expande a través del espacio, junto con la campo magnéticoJuntos forman La heliosfera dentro del medio interestelar local circundante – el plasma, las partículas neutrales y el polvo que llenan el espacio entre estrellas y sus respectivas astroesferas. A los heliofísicos les gusto Quiero entender la heliosfera y cómo interactúa con el medio interestelar.
Los ocho planetas conocidos en el sistema solarel cinturón de asteróides entre Marte y Júpitery el cinturón de Kuiper – la banda de objetos celestes más allá de Neptuno que incluye el planetoide Plutón – todos residen dentro de la heliosfera. La heliosfera es tan grande que los objetos en el Cinturón de Kuiper orbitan más cerca del Sol que del Sol. el límite más cercano de la heliosfera.
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Protección de la heliosfera
A medida que las estrellas distantes explotan, expulsar grandes cantidades de radiación al espacio interestelar en forma de partículas altamente energizadas conocidos como rayos cósmicosEstos rayos cósmicos pueden ser peligrosos para los organismos vivos y pueden 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 propia heliosfera actúa como un escudo cósmico contra la mayor parte de la radiación interestelar.
Además de la radiación cósmica, las partículas neutras y el polvo fluyen constantemente hacia la heliosfera desde el medio interestelar local. Estas partículas pueden Afecta el espacio alrededor de la Tierra y puede incluso alterar Cómo llega el viento solar a la Tierra.
Las supernovas y el medio interestelar también pueden haber influido Los orígenes de la vida y La evolución de los humanos en la Tierra. Algunos investigadores predicen que hace millones de años, la heliosfera entró en contacto con una nube de partículas densas y frías en el medio interestelar que provocó que la heliosfera se encogieraexponiendo la Tierra al medio interestelar local.
Una forma desconocida
Pero los científicos no saben realmente cuál es la forma de la heliosfera. Los modelos varían en forma Desde formas esféricas hasta formas con forma de cometa o de croissant. Estas predicciones varían en tamaño de cientos a miles de veces la distancia desde el sol A la Tierra.
Sin embargo, los científicos han definido 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 debería tener la distancia más corta a la heliopausa, el límite entre la heliosfera y el medio interestelar local.
Ninguna sonda ha podido observar con precisión la heliosfera desde el exterior ni ha tomado muestras adecuadas del medio interestelar local. Esto podría proporcionar a los científicos más información sobre la forma de la heliosfera y su interacción con el medio interestelar local, el entorno espacial más allá de la heliosfera.
Cruzando la heliopausa con la Voyager
En 1977, la NASA lanzó el Misión Voyager:Sus dos naves espaciales sobrevolaron Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno en el sistema solar exterior. Los científicos han determinado que después de observar estos gigantes gaseososlas sondas cruzaron por separado la heliopausa y entraron espacio interestelar en 2012 y 2018, respectivamente.
Mientras Viajero 1 y 2 son las únicas sondas que han cruzado potencialmente la heliopausa, pero ya han superado con creces su vida útil prevista. ya no devuelve los datos necesarios a medida que sus instrumentos fallan o se apagan lentamente.
Estas naves espaciales fueron diseñadas para estudiar planetas, no el medio interestelar, lo que significa que no cuentan con los instrumentos adecuados para tomar todas las mediciones del medio interestelar o de la heliosfera que necesitan los científicos.
Ahí es donde una posible misión de sonda interestelar podría ser de utilidad. Una sonda diseñada para volar más allá de la heliopausa ayudaría a los científicos a comprender la heliosfera observándola desde el exterior.
Una sonda interestelar
Dado que la heliosfera es tan grande, Se necesitarían décadas para que una sonda alcanzara el límiteincluso usando una asistencia de gravedad de un planeta masivo como Júpiter.
La sonda Voyager ya no podrá proporcionar datos del espacio interestelar mucho antes de que una sonda interestelar salga de la heliosfera. Y una vez que la sonda sea lanzada, dependiendo de la trayectoria, tardará unos 50 años o más en llegar al medio interestelar. Esto significa que cuanto más tiempo NASA Cuanto más tiempo espere para lanzar una sonda, más tiempo se quedarán los científicos sin misiones que operen en la heliosfera exterior o en el medio interestelar local.
La NASA está considerando desarrollar un sonda interestelarEsta sonda tomaría medidas del plasma y de los campos magnéticos en el medio interestelar y tomaría imágenes de la heliosfera desde el exterior. Para prepararla, la NASA solicitó la opinión de más de 1.000 científicos sobre un concepto de misión.
El informe inicial Se recomendó que la sonda viajara en una trayectoria que se alejara unos 45 grados de la dirección del morro de la heliosfera. Esta trayectoria volvería a seguir parte de la trayectoria de la Voyager, pero alcanzaría algunas regiones nuevas del espacio. De esta manera, los científicos podrían estudiar nuevas regiones y volver a visitar algunas regiones parcialmente conocidas del espacio.
Esta trayectoria sólo le daría a la sonda una visión parcialmente en ángulo de la heliosfera y no podría ver la heliocola, la región sobre la que los científicos menos saben.
En la heliocola, los científicos predicen que el plasma que compone la heliosfera se mezcla con el plasma que compone el medio interestelar. Esto sucede a través de un proceso llamado reconexión magnéticalo 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.
En este caso, sin embargo, las partículas tienen carga y pueden interactuar con los campos magnéticos solares y planetarios. Si bien estas interacciones ocurren en los límites de la heliosfera, muy lejos de la Tierra, afectan la composición del interior de la heliosfera.
en un Nuevo estudio En un artículo publicado en Frontiers in Astronomy and Space Sciences, mis colegas y yo evaluamos seis posibles direcciones de lanzamiento que iban desde la punta hasta la cola. Descubrimos que, en lugar de salir cerca de la punta, una trayectoria que intersectara el flanco de la heliosfera hacia la cola daría la mejor perspectiva de la forma de la heliosfera.
Una trayectoria en esta dirección ofrecería a los científicos una oportunidad única de estudiar una región completamente nueva del espacio dentro de la heliosfera. Cuando la sonda salga de la heliosfera hacia el espacio interestelar, obtendría una vista de la heliosfera desde el exterior en un ángulo que daría a los científicos una idea más detallada de su forma, especialmente en la disputada región de la cola.
Al final, sea cual sea la dirección en la que se lance una sonda interestelar, la ciencia que devolverá será invaluable y, literalmente, astronómica.
