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Desde 1977 las naves gemelas Voyager recorren incansablemente el sistema solar, y ya están a punto de cruzar sus límites más exteriores.

La astronave Voyager 1 de la NASA ha penetrado la región fronteriza en el borde mismo de nuestro sistema y se encuentra ahora enviando información sobre esta área nunca antes explorada, dicen los científicos de la Universidad de Maryland.

“Hemos confirmado, por primera vez, que el Voyager 1 cruzó el choque terminal el 16 de diciembre de 2004”, dijo Frank McDonald, científico investigador principal en el Instituto de Ciencia Física y Tecnología de la universidad y co-autor de dos de los cuatro artículos sobre el Voyager publicados en el número del 23 de septiembre de la revista Science.

Astronave VoyagerCrédito: NASA

El choque terminal marca el comienzo de una región de transición en el límite del sistema solar conocida como “heliofunda”.

“Hasta ahora se había debatido entre los científicos sobre si Voyager 1 había cruzado el choque terminal en fecha tan temprana como 2002, o si no lo había logrado hasta el 16 de diciembre de 2004”, dijo McDonald.

Matthew Hill, George Gloeckler y Douglas C. Hamilton, científicos del Grupo de Física Espacial de la Universidad de Maryland se encuentran entre los autores de un tercer artículo que presenta otras nuevas observaciones sobre la entrada de la nave en la heliofunda. Gloeckler y su grupo construyeron el instrumento de Partículas Cargadas de Baja Energía (LECP = Low Energy Charged Particle), uno de los cinco instrumentos principales a bordo de las Voyager.

“Se había supuesto universalmente que el choque terminal (una onda de choque en el viento solar que marca la desaceleración del viento supersónico solar hasta velocidades subsónicas) era un prodigioso acelerador de partículas, y nuestros hallazgos lo confirman”, dijo Hill, un científico investigador del departamento de física. “Este artículo describe un aumento notable en la intensidad de partículas con características energéticas diferentes a todo lo visto antes. Además, el instrumento LECP determina indirectamente que la velocidad del viento solar en la heliofunda es claramente subsónica”.

Sin embargo, Hill explicó que un descubrimiento muy sorprendente fue que ciertas partículas denominadas “rayos cósmicos anómalos” no parecer ser acelerados en el choque terminal, o al menos no en el área cruzada por el Voyager 1. Esto es contrario a la “casi unanimidad de opinión” entre los científicos de que estos rayos serían acelerados.

“Este descubrimiento tiene el potencial de poner de cabeza tres décadas de investigación sobre los rayos cósmicos anómalos”, dijo Hill.

El viento solar crea una burbuja alrededor del sistema solar

Nuestro Sol está rodeado por una burbuja conocida como “heliosfera” que se extiende mucho más allá de los planetas más exteriores del sistema. Esta burbuja está formada por el viento solar, partículas eléctricamente cargadas que soplan desde nuestro Sol a un millón y medio de kilómetros por hora. A medida que el Sol viaja alrededor del centro del la Vía Láctea a unos 950 000 kilómetros por hora, esta burbuja o heliosfera empuja entre las nubes de polvo, gas y partículas cargadas que se arremolinan entre las estrellas.

Localización de las Voyager 1 y 2. La 1 viaja más velozmente, por lo que ha alcanzado al choque terminal antes que la 2. El círculo azul interior representa el choque terminal, y el borde naranja a la izquierda es el arco de choque.Crédito:NASA

En el borde exterior de la heliosfera se encuentra la heliofunda, una región fronteriza o de transición donde el viento solar se ve influenciado directamente por la presión de las nubes interestelares a través de las cuales viaja nuestro sistema.

La incertidumbre acerca de cuándo entró el Voyager 1 en la heliosfera nace del hecho de que la localización y tamaño exactos de esta región no son estáticos, sino que cambian continuamente debido a las presiones relativas del viento solar y de las nubes interestelares que se le oponen.

El comienzo de la heliofunda está marcado por el choque terminal, el punto en el que el viento solar baja abruptamente su velocidad. El choque terminal recibe su nombre por la onda de choque producida por la desaceleración del viento solar. Esta onda de choque es similar al estallido sónico que ocurre en la Tierra cuando un aeroplano cruza la barrera subsónica-supersónica.

El límite exterior de la heliofunda es la heliopausa, que marca el fin de nuestro sistema solar. En la heliopausa, la fuerza o presión del viento solar se detiene, balanceada por la presión de las nubes interestelares.

Más allá del sistema solar

La Voyager 1 y su hermana gemela Voyager 2 son ahora parte de la Misión Interestelar de la NASA para explorar el límite más exterior de los dominios del Sol y más allá. Ambas Voyager son capaces de enviar datos científicos recogidos por toda una variedad de instrumentos, con energía eléctrica y propelentes de control suficientes como para mantenerse operativas hasta 2020.

Ruta de las Voyager por el sistema solar. Crédito: NASA

McDonald, quien ha trabajado en las misiones Voyager desde el principio, dijo que la Voyager 1 debería alcanzar la heliopausa (o sea el final del sistema solar) en los próximos ocho o diez años. “Cuando comenzamos, ninguno de nosotros pensaba que esta misión duraría tanto. Ya han pasado 28 años, y no hay razón para que no continúe por muchos otros”.

En 1977, cuando las Voyager fueron lanzadas, su misión era explorar los planetas gigantes Júpiter y Saturno. Sin embargo, luego de completar sus asignaciones iniciales, el par simplemente continuó avanzando y avanzando. La Voyager 2 siguió para explorar Urano y Neptuno, siendo la única nave que ha visitado estos planetas exteriores. Ahora sigue a su gemela, y podría cruzar el choque terminal y entrar en la heliosfera hacia 2008.

Cada una de las Voyager lleva un mensaje dirigido a cualquier extraterrestre que pudiera encontrar. Cada uno de esos mensajes está contenido en un registro fonográfico, un disco de cobre recubierto de oro de 30 centímetros de diámetro que guarda sonidos e imágenes seleccionadas para mostrar la diversidad de la vida y de las culturas de la Tierra.

Muchas misiones de la NASA llevan instrumentos de la Universidad de Maryland

Experimentos diseñados por el grupo de física espacial de la Universidad de Maryland están operando actualmente en 13 astronaves, incluyendo las dos Voyager. Entre otras misiones que llevan a bordo sensores del grupo se incluyen a Cassini, la sonda Ulysses para los polos solares y misiones cercanas a la Tierra como Geotail, el Explorador de Partículas Solares Anómalas y Magnetosféricas (SAMPEX), y el Explorador Avanzado de Composición (ACE).

Ambas Voyager llevan un saludo para otras formas de vida grabado en un disco fonográfico dorado, con registros de imágenes y sonidos de la Tierra. El contenido del disco fue seleccionado para la NASA por un comité presidido por Carl Sagan, eligió 115 imágenes y una variedad de sonidos naturales y música de diferentes culturas y eras, así como saludos hablados en cincuenta y cinco lenguajes diferentes.Crédito:NASA

El grupo de física espacial de Maryland se especializa en la medición de los plasmas e iones espaciales que se encuentran en los ambientes solares, planetarios e interplanetarios. El trabajo incluye estudios de la composición y de los estados de ionización del viento solar, partículas solares energéticas, y átomos interestelares neutros, que hayan sido capturados en el viento solar. Este trabajo, llevado a cabo en Maryland desde fines de la década de 1960, ha proporcionado conocimientos cruciales sobre la aceleración de las partículas solares energéticas y de las condiciones en la atmósfera solar.

Otros trabajos han generado información fundamental sobre la energización de partículas por choques interplanetarios viajeros y sobre asuntos tan diversos como el origen de los iones de oxígeno y azufre en la magnetosfera de Júpiter (provenientes de la luna Io) y la composición y contenido de energía de los cinturones de radiación de la Tierra.

Las observaciones sobre el plasma y las partículas energéticas llevadas a cabo por el grupo de física espacial requieren nuevos instrumentos transportados por satélites orbitadores de la Tierra y por sondas del espacio profundo. Los instrumentos son diseñados y construidos en el campus por la plantilla técnica del grupo, con la participación de estudiantes graduados y no graduados.

Heliosfera y heliopausa¿Dónde termina la influencia del Sol. Nadie lo sabe con seguridad. Más allá de las órbitas de Neptuno y Plutón se extiende una región conocida como heliosfera, donde las partículas y el campo magnético del Sol continúan dominando. La zona donde la velocidad del viento solar se torna subsónica se denomina choque terminal, y se encuentra a unas 75-90 unidades astronómicas (UA). La zona de contacto entre los iones solares y los galácticos se llama heliopausa, y ocurre a unas 110 UA. La heliopausa solar se mueve a través del medio interestelar en forma similar a la de un bote que surca el agua, creando a su frente un arco de choque, el que se cree que ocurre a unas 230 UA de nosotros. Crédito: P. C. Frisch (Univ. de Chicago) et al., Univ. de Indiana / APOD

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Traducido y ampliado para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

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Web Site: Physorg.com
Artículo: “Voyager 1: Messages from the Edge”
Fecha: Setiembre 23, 2005

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