La burbuja de espacio que encierra el sistema solar podría estar «arrugada» o ser ondulatoria, al menos a veces.

Una ilustración que muestra el sistema solar dentro de la heliosfera, con el choque de terminación y la heliopausa representados por dos burbujas, una dentro de la otra. Crédito: NASA.

Hay una variedad de formas en que el Sol afecta el espacio que lo rodea. Una de ellas es el viento solar, un flujo supersónico constante de plasma ionizado. Explota más allá de los planetas y el Cinturón de Kuiper, y finalmente se desvanece en el gran vacío entre las estrellas.

El punto en el que este flujo cae por debajo de la velocidad a la que las ondas sonoras pueden viajar a través del medio interestelar difuso se denomina choque de terminación, y el punto en el que ya no es lo suficientemente fuerte como para empujar contra la muy ligera presión del espacio interestelar se denomina heliopausa.

Ambas sondas Voyager han cruzado la heliopausa y, efectivamente, ahora están navegando a través del espacio interestelar, brindándonos las primeras mediciones in situ de este límite cambiante. Pero hay otra herramienta en la órbita terrestre que ha estado ayudando a los científicos a mapear la heliopausa desde que comenzó a operar en 2009: el Explorador de Límites Interestelares (IBEX) de la NASA.

La heliosfera dentro de la galaxia de la Vía Láctea. Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA/Laboratorio de imágenes conceptuales/Walt Feimer.

IBEX mide átomos neutros energizados, que se crean cuando el viento solar del Sol choca con el viento interestelar en el límite del sistema solar. Algunos de esos átomos son catapultados más lejos en el espacio, mientras que otros son arrojados de regreso a la Tierra. Una vez que se tiene en cuenta la fuerza del viento solar que los produjo, las partículas neutras energizadas que regresan en nuestro camino se pueden usar para mapear la forma del límite, un poco como la ecolocalización cósmica.

Los mapas anteriores de la estructura de la heliosfera se han basado en medidas a gran escala de la evolución de la presión del viento solar y las emisiones energéticas de átomos neutros, lo que resultó en un suavizado del límite tanto en el espacio como en el tiempo. Pero en 2014, durante un período de aproximadamente seis meses, la presión dinámica del viento solar aumentó aproximadamente un 50 por ciento.

Ondas en la frontera

Un equipo de científicos dirigido por el astrofísico Eric Zirnstein de la Universidad de Princeton utilizó este evento de menor escala para obtener una instantánea más detallada de la forma del choque de terminación y la heliopausa, y encontró enormes ondas, en la escala de decenas de unidades astronómicas (una unidad astronómica es la distancia media entre la Tierra y el Sol).

También realizaron modelos y simulaciones para determinar cómo este viento de alta presión interactuaba con el límite del sistema solar. Descubrieron que el frente de presión alcanzó el choque de terminación en 2015, enviando una onda de presión a través de la región entre el choque de terminación y la heliopausa conocida como heliovaina interna.

Una visualización tridimensional del choque de terminación y la heliopausa, que muestra enormes ondas en ambas superficies. Crédito: Zirnstein et al.

En la heliopausa, una onda reflejada viaja de regreso, chocando con el flujo de plasma cargado que aún ingresa detrás del frente de presión, creando una tormenta de átomos neutrales energéticos que llena la heliovaina interna cuando la onda reflejada regresa al choque de terminación.

Las mediciones del equipo también muestran un cambio bastante significativo en la distancia a la heliopausa. La Voyager 1 cruzó la heliopausa en 2012 a una distancia de 122 unidades astronómicas. En 2016, el equipo midió que la distancia a la heliopausa en dirección a la Voyager 1 era de unas 131 unidades astronómicas; en ese momento, la sonda estaba a 136 unidades astronómicas del Sol, todavía en el espacio interestelar, pero con una heliosfera hinchada detrás.

La medición del equipo a la heliopausa en la dirección de la Voyager 2 en 2015 es un poco más complicada: 103 unidades astronómicas, con un margen de error de 8 unidades astronómicas a cada lado. En ese momento, la Voyager 2 estaba a 109 unidades astronómicas del Sol, que todavía está dentro del margen de error. No cruzó la heliopausa hasta 2018, a una distancia de 119 unidades astronómicas.

Secciones transversales de las distancias límite de la heliosfera. Crédito: Zirnstein et al.

Ambas medidas sugieren que la forma de la heliopausa cambia, y no de manera insignificante. No está del todo claro por qué. Sin embargo, en 2025 se enviará una nueva sonda al espacio para medir la emisión energética de átomos neutros con mayor precisión y en un rango de energía más amplio. Eso, dijo el equipo, debería ayudar a responder algunas de las preguntas desconcertantes sobre la burbuja extraña, invisible y «arrugada» que protege nuestro pequeño sistema planetario de la extrañeza del espacio.

La investigación ha sido publicada en Nature Astronomy.

Fuente: Nature/SciAl. Edición: MP.

https://mysteryplanet.com.ar/site/ondas-extranas-son-detectadas-en-el-borde-del-sistema-solar/