La sonda Voyager 2 revela que el espacio interestelar es aún más extraño de lo previsto

Esta sonda de la NASA es la segunda que ha logrado aventurarse más allá de la frontera que nos separa del resto de la galaxia.martes, 5 de noviembre de 2019

Una ilustración muestra la posición de las sondas Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA fuera de la heliosfera, una burbuja protectora creada por el Sol que se extiende más allá de la órbita de Plutón.
Una ilustración muestra la posición de las sondas Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA fuera de la heliosfera, una burbuja protectora creada por el Sol que se extiende más allá de la órbita de Plutón.
foto por NASA/JPL-Caltech

En la oscuridad del espacio, a miles de millones de kilómetros de casa, la Voyager 2 de la NASA marcó un hito de la exploración al convertirse en la segunda sonda que ha entrado en el espacio interestelar en noviembre de 2018. Ahora, un día antes del aniversario de esa salida celestial, los científicos han revelado lo que vio la Voyager 2 al atravesar ese umbral y aportan nueva información sobre algunos de los grandes misterios del sistema solar.

Los hallazgos, detallados en cinco estudios publicados en Nature Astronomy, representan la primera ocasión en que una sonda toma muestras directas de los plasmas (halos con carga eléctrica) que llenan tanto el espacio interestelar como las afueras más lejanas del sistema solar. Se trata de otro hito para la sonda, que se lanzó en 1977 y sobrevoló por primera —y única— vez los gigantes helados Urano y Neptuno.

Con su entrada en el espacio interestelar, la Voyager 2 siguió los pasos de su sonda hermana, la Voyager 1, que lo logró en 2012. Los datos de ambas sondas presentan muchas características comunes, como la densidad total de las partículas con las que se han topado en el espacio interestelar. Pero lo que resulta intrigante es que la sonda gemela también observó algunas diferencias importantes mientras salía y ha planteado nuevas incógnitas sobre el desplazamiento de nuestro Sol por la galaxia.

«Ha sido un viaje verdaderamente maravilloso», declaró Ed Stone, científico del proyecto Voyager y físico de Caltech, en una rueda de prensa la semana pasada.

«Es muy emocionante que la humanidad sea interestelar», añade la física Jamie Rankin, investigadora posdoctoral de la Universidad de Princeton que no participó en los estudios. «Hemos sido viajeros interestelares desde que la Voyager 1 cruzó [el umbral], pero ahora el cruce de la Voyager 2 es aún más emocionante porque podemos comparar dos lugares muy diferentes del medio interestelar».

Dentro de la burbuja

Para comprender los últimos hallazgos de la Voyager 2, ayuda saber que el Sol no es una bola de luz que arde tranquilamente. Nuestra estrella es un horno nuclear furioso que surca la galaxia a casi 724 000 kilómetros por hora mientras orbita el centro galáctico.

El Sol está atravesado por campos magnéticos retorcidos y entrelazados y, por consiguiente, su superficie emite un flujo constante de partículas cargadas denominado viento solar. Este viento sopla en todas las direcciones y lleva consigo el campo magnético solar. Finalmente, el viento solar se encuentra con el medio interestelar, los restos de antiguas explosiones estelares que se encuentran en el espacio entre las estrellas.

Al igual que el aceite y el agua, el viento solar y el medio interestelar no se mezclan bien, de forma que el viento solar forma una burbuja dentro del medio interestelar denominada heliosfera. Basándose en los datos de las Voyager, esta burbuja se extiende a 17 700 millones de kilómetros del Sol en su extremo principal, rodeando el Sol, los ocho planetas y muchos de los objetos exteriores que orbitan nuestra estrella. Otro dato positivo es que la heliosfera protege casi todo lo que hay en su interior —incluido nuestro frágil ADN— de la mayor parte de la radiación de alta energía de la galaxia.

El límite más exterior de la heliosfera, denominado heliopausa, marca el comienzo del espacio interestelar. Comprender este umbral repercute en lo que sabemos sobre el trayecto del Sol por la galaxia, que a su vez puede desvelarnos más información sobre la situación de otras estrellas del cosmos.

«Intentamos comprender la naturaleza de esa frontera, dónde colisionan y se mezclan estos dos vientos», declaró Stone durante la rueda de prensa. «¿Cómo se mezclan y cuánta filtración hay del interior al exterior de la burbuja y del exterior al interior de la burbuja?».

Los científicos echaron su primer buen vistazo a la heliopausa el 25 de agosto de 2012, cuando la Voyager 1 entró en el espacio interestelar. Lo que vieron en los datos dejó a muchos con incógnitas. Por ejemplo, ahora los investigadores saben que el campo magnético interestelar es casi dos o tres veces más fuerte de lo previsto, lo que a su vez significa que las partículas interestelares ejercen hasta diez veces más presión en nuestra heliosfera de lo que pensábamos.

«Es nuestra primera plataforma para experimentar el medio interestelar, así que para nosotros es literalmente una exploradora», afirma Patrick Koehn, heliofísico y científico de programa en la sede de la NASA.

Una frontera permeable

A pesar de que la Voyager 1 superó todas las expectativas, sus revelaciones estaban incompletas. En 1980, el instrumental para medir la temperatura de los plasmas dejó de funcionar. Pero el instrumental de plasma de la Voyager 2 todavía funciona, así que cuando cruzó la heliopausa el 5 de noviembre de 2018, los científicos pudieron hacerse una idea más perfilada de esta frontera.

Por primera vez, observaron que cuando un objeto se acerca a 225 millones de kilómetros de la heliopausa, el plasma que lo rodea se ralentiza, se calienta y aumenta su densidad. Al otro lado de la frontera, el medio interestelar tiene una temperatura de al menos 30 000 grados Celsius, más caliente de lo esperado.

Contempla el viaje las sondas Voyager más allá de los confines del sistema solar
Contempla el viaje las sondas Voyager más allá de los confines del sistema solar

Asimismo, la Voyager 2 confirmó que la heliopausa es una frontera permeable y que esa fuga va en ambas direcciones. Antes de que la Voyager 1 pasara por la heliopausa, atravesó partículas interestelares que se habían introducido en la heliopausa como las raíces de un árbol en una roca. Sin embargo, la Voyager 2 observó un goteo de partículas de bajo nivel de energía que se extendía a más de 160 millones de kilómetros de la heliopausa.

Surgió otro misterio cuando la Voyager 1 se acercó a casi 1300 millones de kilómetros de la heliopausa, donde entró en una especie de limbo en el que el viento solar saliente se ralentizaba. Antes de atravesar la heliopausa, la Voyager 2 observó que el viento solar formaba un tipo de capa completamente diferente que, curiosamente, presentaba casi la misma anchura que el limbo observado por la Voyager 1.

«Es rarísimo», afirma Koehn. «Nos indica que necesitamos más datos».

¿Una secuela interestelar?

Para resolver estos enigmas necesitaremos mejores datos de la heliosfera en general. La Voyager 1 salió cerca del extremo principal de la heliosfera, donde colisiona con el medio interestelar, y la Voyager 2 salió por el lado izquierdo. Carecemos de datos sobre la estela de la heliosfera, así que su forma sigue siendo un misterio. Es posible que la presión que ejerce el medio interestelar mantenga la heliosfera más o menos esférica, pero también que tenga una cola como la de los cometas o que tenga forma de cruasán.

Aunque actualmente hay otra sonda encaminada hacia la salida del sistema solar, no podrá enviar datos desde la heliopausa. La New Horizons de la NASA circula a casi 50 000 kilómetros por hora y, cuando se le acabe la batería en la década de 2030, se quedará inerte a más de 1600 millones de kilómetros del extremo exterior de la heliosfera. Por eso tanto los científicos del proyecto Voyager como otros expertos están pidiendo otra sonda interestelar. El objetivo es una misión plurigeneracional de 50 años que explore el sistema solar conforme se dirija a regiones inexploradas más allá del viento solar.

«Aquí hay una burbuja entera [y] solo la hemos atravesado en dos puntos», declaró el coautor Stamatios Krimigis, director emérito del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Josh Hopkins, en la rueda de prensa. «No basta con dos ejemplos».

Hay una nueva generación de científicos ansiosos por tomar el relevo, entre ellos Rankin, que se doctoró en Caltech con los datos interestelares de la Voyager 1 y con Stone como tutor.

«Es impresionante trabajar con datos punteros de sondas que se lanzaron antes de que yo naciera y que siguen haciendo una ciencia asombrosa», afirma. «Estoy muy agradecida a todas las personas que han invertido tanto tiempo en [la misión] Voyager».

Seguir leyendo