2 de julio de 2008

Primeras imágenes de la frontera invisible del Sistema Solar

Imagen: Linghua Wang/UC Berkeley)

La nave espacial STEREO de la NASA ha detectado partículas en el borde del Sistema Solar el año pasado, permitiendo a los científicos de la Universidad de California (UC), en Berkeley, mapear, por primera vez, las partículas energéticas en esta región donde el viento solar se junta con el frío medio interestelar.

Mapear la región por medio de átomos neutros (sin carga) serán "Heraldos de una nueva manera de hacer astronomía usando átomos neutros" señala Rober Lin, profesor de Física de la UC y líder del instrumento a bordo de STEREO denominado Suprathermal Electron Sensor (SES - detector electrónico ultra-térmico). "No se puede tener una imagen global de esta región, una de las regiones menos exploradas de la heliosfera, porque de cualquier manera es demasiado tenue para ser vista por los telescopios ópticos normales".

La heliosfera es un volumen sobre el cual realiza efectos el viento solar y que se extiende desde el Sol a dos veces la distancia a Plutón. Más allá de su borde, la llamada heliopausa, está el relativamente tranquilo espacio interestelar, a cerca de 100 unidades astronómicas (UA) o sea, 100 veces la distancia que existe entre nuestro planeta y el Sol.

Los resultados de este estudio, que son reportados en la edición 3 de julio de 2008 de la revista Nature, muestran una discrepancia entre la cantidad de energía enviada hacia el espacio por el viento solar desacelerado que fue descubierto el ultimo año por la nave Voyager 2 que cruzó la frontera entre la región de choque terminal del Sistema Solar y el ingreso a la heliofunda que la rodea.

La región de choque terminal del Sistema Solar es el lugar de la heliosfera donde el viento solar supersónico disminuye a una velocidad subsónica y se mezcla con el medio interestelar. La heliofunda es la región de plasma turbulento entre el frente de choque y el medio interestelar.

El nuevo descubrimiento de esta población de iones en la heliofunda , contiene aproximadamente el 70% de la energía disipada en la región de choque terminal, exactamente la cantidad no detectada por los instrumentos de la Voyager 2, concluyen los científicos de la UC. Los resultados de la Voyager 2 son reportados en la misma edición de Nature.

Las naves gemelas STEREO fueron lanzadas en 2006 para ocupar sendos lugares en la órbita de la Tierra para obtener imágenes solares estereoscópicas tanto de la superficie solar como para medir los campos magnéticos y los flujos de iones asociados con las explosiones solares.

Entre junio y octubre de 2007, sin embargo, el detector SES del grupo de instrumentos denominado IMPACT (In-situ Measurements of Particles and CME Transients) a bordo de cada STEREO, detectaron átomos neutros originados en algún lugar en el cielo: más allá de la región de choque terminal y la heliofunda, donde el viento solar se sumerge en el espacio interestelar.

"Los detectores SES fueron diseñados para detectar electrones cargados, que fluctúan en intensidad dependiendo del campo magnético" señala el autor líder Linghua Wang, estudiante graduado de la UC. "Estamos sorprendidos que la intensidad de estas partículas no depende del campo magnético, lo que significa que deben ser átomos neutros".

Los físicos de la UC concluyeron que estos átomos energéticos neutros fueron originalmente iones calentados en la región de choque terminal que perdieron su carga hasta convertirse en átomos fríos en el medio interestelar y, al no estar influenciados por los campos magnéticos, fluyeron de regreso al Sol y hacia los detectores de las naves STEREO.

"Ésta es la primera vez que se mapea partículas neutras energéticas más allá de la heliopausa" señala Lin. "Estos átomos neutros nos hablan acerca de iones calientes en la heliofunda". Los iones calentados en la región de choque terminal intercambian su carga con los fríos átomos neutros del medio interestelar y de ahí fluyen de regreso".

De acuerdo a Lin, los átomos neutros son probablemente de hidrógeno, dado que muchas de las partículas del medio local interestelar son de hidrógeno.

El intercambio de carga entre iones calientes y átomos neutros para generar átomos neutros energéticos es bien conocido alrededor del Sol y en los planetas, incluyendo a la Tierra y a Júpiter. Una nueva misión de la NASA llamada IBEX (Interstellar Boundary Explorer) está planeada para ser lanzada a fines de este año con la finalidad de mapear los iones energéticos de baja energía en la heliofunda por medio de átomos neutros energéticos y descubrir así la estructura de la región de choque terminal y cómo los iones de hidrogeno son acelerados en ese lugar.

(saa) (mg)

Más información en:
http://www.berkeley.edu/