Por razones que son obvias, la influencia del sol se debilita cuanto más te acerques a los límites externos del sistema solar. Pero las cosas podrían ser mucho más complicadas de lo que se pensaba, según lo indica un nuevo trabajo de investigación.
Más específicamente, los átomos interestelares que ingresan en las regiones periféricas de nuestro sistema solar imponen una “ruptura” adicional sobre las partículas solares supersónicas. En un trabajo reciente que se publicó en The Astrophysical Journal, los científicos examinaron los datos de la nave espacial New Horizons de la NASA para entender mejor cómo es que estos eventos dan forma al entorno de los límites de la heliosfera. Según ese trabajo, la gradual disminución de la velocidad del viento solar antes del frente de choque de terminación tiene su causa en la continua acumulación de material interestelar ionizado que viaja por la heliosfera exterior.
“Estudiar la heliosfera es como resolver un rompecabezas cósmico”, declaró Heather Elliott, autora principal del trabajo y astrofísica del Instituto de Investigaciones Southwest. “No solo aprendemos más sobre cómo finaliza la influencia del sol, sino que vamos conociendo mejor el límite entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar, un paso crítico para la planificación de los futuros viajes interestelares”.
Exploradores interestelares
Hasta ahora las únicas naves espaciales humanas que han viajado más allá de la heliosfera son las Voyager 1 y 2, que cruzaron ese límite en 2012 y 2018 respectivamente. Fue entonces que los científicos observaron por primera vez el frente de choque de terminación, frontera de la influencia del sol en la que el viento solar decae abruptamente de una velocidad supersónica a menos de la velocidad del sonido, según la NASA. En términos de distancia, el ingreso de la Voyager 1 al espacio interestelar ocurrió a unas 122 UA, unos 18 mil millones de kilómetros del Sol.
La New Horizons, por otra parte, se lanzó en 2006 para estudiar de cerca a Plutón. En estos momentos la nave espacial está a mitad de camino hacia los límites del sistema solar, y viaja alejándose del Sol a unas 66 UA. La New Horizon es una de las naves espaciales más veloces de las que están en el espacio, y los científicos utilizan sus datos para trazar comparaciones con las observaciones previas de la Voyager 2.
Antes del frente de choque
Para estudiar cómo es que la distancia y el material interestelar influyen en la velocidad del viento solar, el equipo diseñó una simulación basada en mediciones con el fin de hacer los cálculos técnicos al detalle. Las simulaciones indicaron que las mediciones de la New Horizons concordaban en general con las observaciones anteriores de la Voyager 2 a distancias similares. Por ejemplo, ambas naves espaciales mostraron que el viento solar se hacía más lento entre un 5 y un 10% entre las 30 y las 43 UA, comparado con el viento solar a 1 UA o la distancia que hay entre el Sol y la Tierra. Los datos más recientes de la New Horizons indican que a las 58 UA el viento solar disminuye su velocidad entre un 13 y un 15%.
Lo importante es que no se trató solamente de que la nave espacial estuviera más lejos del sol. Sin tomar en cuenta el material interestelar, la velocidad simulada estaba “bien por encima” de las velocidades reales medidas por la New Horizons, según este trabajo. Es decir que la velocidad de los vientos solares disminuye gradualmente cuanto más lejos se esté del Sol, pero la “forma y propiedades de los límites de la heliosfera” son las que determinan qué rayos cósmicos galácticos ingresan en nuestro sistema solar y eso probablemente tenga un impacto importante en cómo interactúa el material interestelar con los vientos solares.
Preparados para el frente de choque
Son datos que resultan convenientes cuando la New Horizons se aleja tanto como para que los científicos puedan prepararse para observar los frentes de choque de terminación. En el caso de la Voyager 2, eso representó una “caída dramática” del 56% en la velocidad de los vientos solares. Pero las simulaciones sugieren que antes de eso podría resultar difícil discernir con certeza si la disminución de la velocidad ocurría porque se acercaba el frente de choque de terminación o solo “por una variación temporal en el origen del viento solar” que golpeaba a la New Horizons.
Además, los rayos cósmicos galácticos representan severos riesgos para los viajeros espaciales, ya sean naves o humanos. Los nuevos datos podrían servir para que los científicos encuentren la explicación a los cambios en los “límites externos de la heliosfera y el sistema solar, y en última instancia, conocer la cantidad de radiación de rayos cósmicos galácticos a la que se exponen los astronautas, satélites y naves espaciales, en especial cuando se está pensando en la exploración más ambiciosa del espacio profundo”.
