Cordón gigante en los confines del sistema solar: ¿Misterio resuelto?

27 01 2010

Existen pruebas de que hay un fuerte campo magnético justo fuera del borde del sistema solar. Esto podría explicar el reciente descubrimiento que realizó la nave espacial IBEX, de la NASA, de un “cordón gigante” en el espacio.

Enero 15, 2010: El año último, cuando la nave espacial IBEX (sigla en idioma inglés de: Interstellar Boundary Explorer o Explorador de la Frontera Interestelar) descubrió un cordón gigante en los confines del sistema solar, los investigadores quedaron desconcertados. Lo llamaron “un resultado impactante” y quedaron intrigados sobre su origen. Ahora, parece que el misterio podría haber sido resuelto.

“Pensamos que el cordón es una reflexión”, dice Jacob Heerikhuisen, quien es un Investigador de Heliofísica Invitado en la NASA, de la Universidad de Alabama, en Huntsville. “Se trata del lugar donde las partículas del viento solar, que se dirigen hacia el espacio interestelar, son reflejadas nuevamente hacia el sistema solar debido a la acción de un campo magnético”.

Heerikhuisen es el autor principal del artículo en el cual se informan los resultados, en la edición del 10 de enero de la revista Astrophysical Journal Letters.

Derecha: Concepto artístico del Explorador de la Frontera Interestelar (IBEX, en idioma inglés).

“Este es un descubrimiento importante”, dice Arik Posner, científico del programa IBEX, en las oficinas centrales de la NASA. “El espacio interestelar justo después de los confines del sistema solar es un territorio en su mayoría inexplorado. Ahora sabemos que podría haber un campo magnético fuerte y bien organizado posado justo en el umbral del sistema solar”.

Los datos proporcionados por la sonda IBEX encajan muy bien con los resultados recientes provistos por las naves Voyager. Las Voyager 1 y 2 se encuentran ubicadas cerca de la orilla del sistema solar y ellas también han detectado un fuerte magnetismo* en las cercanías. Sin embargo, las mediciones de Voyager son de regiones relativamente cercanas a la nave espacial. IBEX está completando “el gran cuadro”. El cordón que ve es amplio y se extiende casi por todo el cielo, lo cual sugiere que el campo magnético que yace detrás de él es igualmente extenso.

Aunque los mapas del cordón (ver abajo) parecen mostrar un cuerpo luminoso, el cordón en sí no emite luz. En cambio, se hace notar a través de partículas llamadas “átomos neutrales energéticos” (energetic neutral atoms o ENAs, en idioma inglés), los cuales son en su mayoría átomos de hidrógeno comunes y corrientes. El cordón emite estas partículas, que son recogidas por la sonda IBEX en órbita alrededor de la Tierra.

Arriba: Comparación de las observaciones llevadas a cabo por la sonda IBEX (izquierda) con un modelo de reflexión que incluye un campo magnético tridimensional (derecha). Más imágenes: datos, modelo.

El proceso de reflexión propuesto por Heerikhuisen y colaboradores es algo complicado e involucra múltiples reacciones con “intercambio de cargas” entre los protones y los átomos de hidrógeno. Sin embargo, el resultado es simple. Las partículas del viento solar que escapan del sistema solar son interceptadas a aproximadamente ~100 unidades astronómicas (~15 mil millones de kilómetros) por un campo magnético interestelar. Las fuerzas magnéticas capturan las partículas que escapan y las lanzan de regreso hacia el sitio desde donde salieron.

“Si este mecanismo es correcto (y no todos están de acuerdo), entonces la forma del cordón nos está diciendo mucho sobre la orientación del campo magnético en nuestro rincón de la galaxia Vía Láctea”, hace notar Heerikhuisen.

Y nuestro futuro podría depender de este campo.

El sistema solar está pasando a través de una región de la Vía Láctea que está repleta de rayos cósmicos y de nubes interestelares. El campo magnético de nuestro propio Sol, el cual es inflado por el viento solar formando de ese modo una burbuja llamada “heliósfera”, nos protege considerablemente de esas cosas. Sin embargo, la burbuja es vulnerable a los campos externos. Un campo magnético fuerte, ubicado justo afuera del sistema solar, podría presionar la heliósfera e interactuar con ella de maneras desconocidas. ¿Esto reforzaría o debilitaría nuestro caparazón natural? Nadie lo sabe.

Derecha: Concepto artístico de las nubes interestelares en el vecindario galáctico del Sol. [Más información]

“IBEX seguirá observando de cerca el cordón en los próximos meses y años”, dice Posner. “Podríamos ver cambios en la forma del cordón; y eso nos mostraría cómo estamos interactuando con la galaxia”.

Parece ser que podemos aprender bastante mirando al espejo. Manténgase al tanto de las actualizaciones de Ciencia@NASA.

Artículo cedido por.    Noticias Ciencia de la NASA

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¿Por qué no explotará la supernova?

19 01 2010

El escenario es perfecto para una espeluznante explosión. Sin embargo, nunca sucede.

Enero 7, 2010: Una vieja y pesada estrella se encuentra a punto de experimentar una muerte espectacular. A medida que su reserva de energía nuclear disminuye, la estrella comienza a colapsar bajo su propio y enorme peso. La aplastante presión en su interior se dispara, provocando de este modo nuevas reacciones nucleares (que constituyen el escenario perfecto para una espeluznante explosión). Pero luego… no ocurre nada.

Al menos esa es la información que los astrofísicos han estado recibiendo de sus supercomputadoras durante décadas. Muchos de los mejores modelos de las explosiones de supernovas realizados por computadora no han logrado producir una explosión. En cambio, y de acuerdo con estas simulaciones, la gravedad sale victoriosa de la pelea y la estrella simplemente colapsa.

Queda claro entonces que a los físicos se les está escapando algo.

“Verdaderamente, todavía no entendemos cómo es que funcionan las supernovas que son producto de estrellas masivas”, dice Fiona Harrison, una astrofísica del Instituto de Tecnología de California. Entendemos mucho mejor la muerte de estrellas relativamente pequeñas pero respecto de las estrellas más grandes (aquellas que tienen casi nueve veces la masa del Sol), la física simplemente no ofrece una explicación.

Derecha: Modelo, creado por computadora, de una supernova que rota velozmente y cuyo centro colapsará. Las observaciones que ha realizado el telescopio NuSTAR de remanentes de supernova reales proporcionarán datos de suma importancia para los modelos y ayudarán a explicar el modo en que las supernovas masivas logran explotar. Crédito: Fiona Harrison/Caltech. [Imagen ampliada]

Algo debe de estar ayudando a esa fuerza de radiación a empujar hacia afuera, y a otras presiones, para ganar la pelea contra la gravedad, que ejerce su fuerza hacia el interior de la estrella. Para descubrir ese “algo”, los científicos deben examinar el interior de una supernova verdadera durante su proceso de explosión, ¡lo cual no es particularmente fácil de hacer!

Pero eso es exactamente lo que Harrison se propone, utilizando un nuevo telescopio espacial llamado Conjunto de Telescopios Espectroscópicos Nucleares o NuSTAR, por su sigla en idioma inglés, que la investigadora se encuentra desarrollando junto con sus colegas.

Una vez que despegue a bordo del cohete Pegasus, en 2011, el NuSTAR proporcionará a los científicos una vista sin precedentes de los rayos-X de alta energía que provienen de remanentes de supernova, agujeros negros, blazars y otros fenómenos cósmicos extremos. NuSTAR será el primer telescopio espacial capaz de enfocar estos rayos-X de alta energía, produciendo imágenes que son casi cien veces más claras que las que pudieron obtenerse con los telescopios anteriores.

Usando el NuSTAR, los científicos buscarán pistas que les ayuden a determinar las condiciones que reinan en el interior de una estrella en explosión, grabadas en el patrón de elementos dispersos en la nebulosa que queda luego de que la estrella explota.

Arriba: Concepto artístico del NuSTAR. La óptica para enfocar rayos-X requiere longitudes focales muy largas; de allí el mástil desplegable de 10-metros de largo, el cual se extiende después del lanzamiento. [Imagen ampliada] [Más información]

“No se tiene muy a menudo la posibilidad de ver este tipo de explosiones; las que se producen lo suficientemente cerca como para estudiar en detalle”, dice Harrison. “Lo que sí podemos hacer es estudiar los remanentes. Tanto la composición como la distribución del material en los remanentes ofrecen mucha información sobre la explosión”.

Un elemento en particular es de singular importancia: el titanio-44. La creación de este isótopo de titanio, por medio del proceso de fusión nuclear, requiere una combinación específica de energía, presión y materias primas. En el interior de la estrella que colapsa, esa combinación se desarrolla a una profundidad muy especial. Todo lo que se encuentre por debajo de ese nivel de profundidad sucumbirá a la fuerza de gravedad y colapsará sobre sí mismo formando de ese modo un agujero negro. Todo lo que esté sobre ese nivel de profundidad saldrá disparado hacia afuera durante la explosión. El titanio-44 tiene su origen justo en la cúspide.

Entonces, el patrón relacionado con la manera en que el titanio-44 yace dispersado a través de una nebulosa puede revelar muchísimo acerca de lo que ocurrió en el umbral crucial de la explosión. Esa información podría servir a los científicos para descubrir los errores en sus simulaciones realizadas por computadora.

Derecha: El telescopio NuSTAR construirá un mapa de la distribución del titanio-44 en remanentes de supernova como este, Cassiopeia A, buscando evidencia de asimetrías. Crédito de la imagen: Observatorio Chandra de Rayos-X. [Más información]

Algunos científicos están convencidos de que los modelos existentes realizados por computadora son demasiado simétricos. Hasta hace poco tiempo, incluso con poderosas supercomputadoras, los investigadores sólo han podido simular una porción uni-dimensional de la estrella. Ellos asumen que el resto de la estrella se comporta de manera similar, de modo que diseñan la simulación de la implosión en todas las direcciones radiales.

Pero, ¿qué sucedería si lo que asumen es incorrecto?

“Las asimetrías podrían ser la clave”, dice Harrison. En un colapso asimétrico, las fuerzas que apuntan desde el centro de la estrella hacia afuera podrían ser capaces de vencer en algunos lugares, aun cuando la aplastante fuerza gravitatoria salga victoriosa en otros. De hecho, algunas simulaciones bi-dimensionales llevadas a cabo recientemente sugieren que las asimetrías podrían ayudar a esclarecer el misterio de “la supernova que no explota”.

Si el NuSTAR observara que el titanio-44 se encuentra distribuido de manera desigual, eso podría representar evidencia de que las explosiones mismas también fueron asimétricas, explica Harrison.

Para poder detectar el titanio-44, el NuSTAR tiene que ser capaz de enfocar rayos-X de muy alta energía. El titanium-44 es radioactivo y, cuando se descompone, libera rayos gamma con la energía de 68 kilo-electronvoltios (keV). Los telescopios de rayos-X existentes, tal como el Observatorio Chandra de Rayos-X, de la NASA, sólo pueden concentrar rayos-X con energía de aproximadamente hasta 15 keV.

Las lentes normales no son capaces de concentrar los rayos-X. El vidrio provoca un pequeño desviamiento de los rayos-X, de modo que para que una lente hecha de vidrio sea capaz de desviar los rayos-X lo suficiente como para poder concentrarlos, tendría que ser tan gruesa que terminaría absorbiendo estos rayos en lugar de desviarlos.

Los telescopios que detectan rayos-X utilizan un tipo de lente completamente diferente. Se llama óptica Wolter-I y está compuesta por muchas capas en forma cilíndrica, cada una de ellas un poco más pequeña que la anterior y colocada en el interior de la anterior capa. El resultado es una especie de cebolla cilíndrica (si tal cosa existiera) con pequeños espacios entre las capas.

Arriba: La “trayectoria de luz” de los rayos-X de la cámara EPIC del satélite XMM-Newton, un diseño Wolter-I muy parecido al utilizado por el NuSTAR. Crédito: ESA/ESTEC. [Imagen ampliada] [Más información]

Los rayos-X que ingresan pasan entre estas capas, las cuales los guían hacia la superficie focal. Estrictamente hablando, no se trata de una lente, porque los rayos-X son reflejados desde las superficies en vez de pasar a través de estas del mismo modo en que la luz pasa a través de una lente de vidrio. No obstante, el resultado final es el mismo.

La óptica Wolter-I del telescopio NuSTAR contiene un revestimiento especial de precisión atómica, el cual hace que sus capas puedan reflejar rayos-X con energías tan altas como 79 keV. Harrison y sus colegas han dedicado años al perfeccionamiento de las delicadas técnicas de construcción de estas capas de alta precisión. Junto con un nuevo sensor que es capaz de soportar estas altas energías, tales capas, fabricadas cuidadosamente, son lo que permite al NuSTAR obtener imágenes de estos rayos-X de alta energía, que están relativamente inexplorados.

Y los descubrimientos no cesarán con las supernovas. Muchos de los fenómenos más extremos, los cuales incluyen a los agujeros negros super masivos y a los blazars, emiten rayos-X de alta energía. El NuSTAR nos dará una nueva ventana a un universo en su carácter más extremo.

Artículo cedido por.    Noticias Ciencia de la NASA

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Kepler descubre cinco exoplanetas

14 01 2010

Cinco nuevos exoplanetas han sido descubiertos por el telescopio espacial Kepler. Si bien se trata de planetas gigantes y calientes, representan los primeros pasos hacia el descubrimiento de planetas como la Tierra fuera del sistema solar.

Enero 4, 2010: El telescopio espacial Klepler, de la NASA, el cual fue diseñado para encontrar planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable de estrellas similares al Sol, ha descubierto sus primeros cinco exoplanetas.

Los miembros del equipo científico de Kepler anunciaron el descubrimiento de los planetas, llamados Kepler 4b, 5b, 6b, 7b y 8b, el lunes 4 de enero durante una conferencia de prensa en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (American Astronomical Society, en idioma inglés), en Washington.

Derecha: Concepto artístico del telescopio espacial Kepler en una misión para descubrir planetas habitables fuera de nuestro sistema solar. [Más información]

“Los descubrimientos muestran que nuestro instrumento científico está funcionando bien”, dice William Borucki, del Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, el cual se encuentra ubicado en Moffett Field, California. Borucki es el investigador principal de ciencia de la misión. “Hay indicios de que Kepler cumplirá todas sus metas científicas”.

Los cinco planetas son bastante más grandes que la Tierra. Conocidos como “Júpiters calientes” debido a sus altas masas y extremas temperaturas, el tamaño de los nuevos exoplanetas varía (algunos son similares a Neptuno y otros son hasta más grandes que Júpiter). Tienen órbitas que van desde 3,3 a 4,9 días. Sus temperaturas estimadas oscilan entre 1.200 y 1.650 grados Celsius (de 2.200 a 3.000 grados Fahrenheit), más calientes que la lava fundida y también demasiado calientes para soportar vida tal como la conocemos.

Abajo: Los primeros cinco exoplanetas de Kepler son grandes y calientes. Conforme la misión avance y Kepler tenga tiempo de reunir más datos, se pueden hallar planetas más pequeños y fríos, lo cual podría llevar quizás al descubrimiento de planetas como la Tierra. [Imagen ampliada]

“Es gratificante ver los primeros descubrimientos de Kepler saliendo de la línea de ensamblaje”, dice Jon Morse, director de la División de Astrofísica, en las oficinas centrales de la NASA, ubicadas en Washington. “Esperábamos que los primeros planetas que Kepler pudiera detectar fueran del tamaño de Júpiter en órbitas cortas. Sólo es cuestión de tiempo antes de que más observaciones de Kepler lleven a descubrir planetas más pequeños con órbitas que tengan períodos más largos, acercándose así cada vez más al descubrimiento del primer análogo de la Tierra”.

La misión Kepler, que fue lanzada el 6 de marzo de 2009 desde la Estación de la Fuerza Aérea, en Cabo Cañaveral, en Florida, observa continua y simultáneamente mas de 150.000 estrellas. El instrumento de ciencia de Kepler, o fotómetro, ya ha medido cientos de posibles señales de planetas que están siendo analizadas.

Kepler busca señales de planetas midiendo las disminuciones en el brillo de las estrellas. Cuando los planetas cruzan frente a sus estrellas, o las transitan (esto visto desde la Tierra), bloquean periódicamente la luz de las estrellas. Se puede inferir el tamaño del planeta tomando en cuenta la cantidad de disminución en el brillo. Asimismo, se puede estimar la temperatura a partir de las características de la estrella que orbita y del período orbital del planeta.

Si bien muchas de las señales detectadas hasta ahora son probablemente algo diferente a un planeta, como por ejemplo pequeñas estrellas que orbitan estrellas más grandes, observatorios en tierra han confirmado la existencia de los cinco exoplanetas. Los descubrimientos están basados en datos recogidos aproximadamente en seis semanas, contadas desde el inicio de las operaciones científicas, el 12 de mayo de 2009.

Arriba: Los cinco planetas fueron descubiertos cuando pasaron frente a (o “transitaron”) sus estrellas, provocando así una disminución en el brillo de las estrellas. [Imagen ampliada]

Kepler continuará sus operaciones científicas hasta, al menos, noviembre de 2012. Buscará planetas tan pequeños como la Tierra, incluyendo a aquellos que orbitan estrellas en una zona habitable templada donde el agua líquida podría existir en la superficie del planeta. Ya que los tránsitos de planetas en la zona habitable de estrellas del tipo solar tienen lugar aproximadamente una vez al año y se requieren tres tránsitos para verificarlos, se espera que tome al menos tres años localizar y verificar un planeta del tamaño de la Tierra.

Según Borucki, la búsqueda continua y prolongada de Kepler debería, en el futuro, mejorar mucho la habilidad de los científicos de determinar la distribución de tamaños de planetas y de períodos orbitales.

“Los descubrimientos de la actualidad son una contribución significativa para lograr esa meta”, dijo Borucki. “Las observaciones de Kepler nos dirán si hay estrellas con planetas que puedan albergar vida, o si nosotros podríamos estar solos en nuestra galaxia”.

Para obtener más información acerca de la misión Kepler, visite el portal en: http://www.nasa.gov/kepler.

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Un telescopio aéreo pasa una prueba clave

12 01 2010

El telescopio SOFIA, que es el primero en funcionar a bordo de un avión, voló exitosamente con las puertas abiertas, con lo cual muy pronto estará listo para iniciar sus pruebas científicas.

Enero 8, 2010: Para la mayoría de los astrónomos sería impensable abrir la cúpula del observatorio si afuera hubiera vientos de 160 km/h (100 mph). Sin embargo, el nuevo telescopio SOFIA, de la NASA, voló recientemente en un aeroplano a 400 km/h (250 mph) con las puertas completamente abiertas.

El 18 de diciembre, el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja (SOFIA: Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, en idioma inglés), voló a bordo de un avión Boeing 747 modificado, a 4.570 m (15.000 pies) de altura por una hora y 19 minutos. Durante dos de esos minutos, la puerta del telescopio fue abierta completamente.

Derecha: SOFIA, al comienzo de su vuelo de prueba, el pasado 18 de diciembre. [Imagen ampliada]

“Esta fue la primera vez que la puerta fue abierta completamente durante el vuelo”, dice Bob Meyer, gerente del programa SOFIA, en el Centro Dryden para Investigaciones de Vuelo. “Queríamos averiguar si abrir la puerta afectaba el vuelo y el manejo del aeroplano, si causaba resonancia acústica en la cavidad, o si provocaba que algo se soltara en la cavidad debido al viento”.

“Cuando se sopla en el interior de una botella de refresco y se escucha un sonido, eso es lo que se llama resonancia acústica. Si eso sucediera en el aeroplano, podría hacer que la estructura del avión y el telescopio vibraran, causando problemas”.

SOFIA pasó con éxito estas pruebas. “Todo salió bien. No hubo que hacer ajustes, ni se necesitaron correcciones. Nada se soltó ni se dañó”.

El telescopio infrarrojo, de 2,5 m (98 pulgadas) estará, en última instancia, destinado a volar a 12.200 m (40.000 pies) de altura y estudiará una gran varidedad de objetos astronómicos durante su vida útil que, se espera, sea de 20 años. Estos objetos incluyen a otras galaxias y al centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, así como también al medio interestelar (especialmente a los constituyentes básicos para la vida que éste posee), la formación de las estrellas y planetas y además los cometas y asteroides en nuestro sistema solar.

El velo de vapor de agua que envuelve a la Tierra actúa como una pared de ladrillos invisible para la energía infrarroja que proviene de los objetos cósmicos que SOFIA desea observar. SOFIA resuelve ese problema observando los cielos desde “arriba del velo” —algo que los telescopios en la Tierra no pueden hacer. Así como los telescopios espaciales, SOFIA recolectará la energía infrarroja antes de que ésta llegue a la Tierra.

Arriba: SOFIA en vuelo, con la puerta del telescopio abierta completamente. [Imagen ampliada]

Y lo hará mirando a través de la puerta abierta del avión. Al igual que en la prueba, el telescopio, con sus espejos primario, secundario y terciario, se mantendrán estáticos dentro de una cavidad ubicada en la parte trasera del avión. Los controles del telescopio, las computadoras, los espectrómetros y otros instrumentos permanecerán en la cabina presurizada. Los científicos, que también estarán en la cabina, podrán mirar a través de una ventana ubicada en dicho sitio para ver la imagen que el telescopio toma. La imagen se transmite a través de un tubo (llamado tubo nasmyth), el cual se halla sostenido a la ventana en un extremo y al telescopio en el otro.

Se han planeado más pruebas para la primavera (boreal) de 2010, antes de que el telescopio SOFIA pueda comenzar sus operaciones científicas en el otoño (boreal).

“Haremos pruebas a todas las velocidades a las que el aeroplano puede volar y a todas las alturas planeadas para la misión”, dice Meyer. “También probaremos distintas elevaciones a las cuales puede apuntar el telescopio”.

“Nuestra prueba de primera luz, en la que finalmente tomaremos una imagen y la caracterizaremos con el telescopio, está planeada para el mes de abril. En dicha prueba, quitaremos los seguros del telescopio y lo sacaremos de su cavidad, de modo que se podrá mover como si estuviera realmente observando. El viento estará azotando y sacudiendo a SOFIA, de modo que ésa será la primera prueba verdadera de sus capacidades para obtener imágenes estables”.

Derecha: Una toma de cerca del telescopio durante el vuelo. [Imagen ampliada]

¿Cómo se mantiene al telescopio lo suficientemente fijo como para apuntar con precisión y que se quede “apuntado hacia el objetivo” en un avión en movimiento, con la puerta abierta?

“El telescopio descansa sobre grandes monturas de absorción de choques, que lo aislan de las vibraciones mecánicas del aeroplano. Y, en la parte trasera de la cavidad, hay una rampa que recoge el flujo de aire que ingresa a la cavidad y lo envía hacia atrás, por encima de la rampa y hacia afuera de la cavidad”.

SOFIA también cuenta con contrapesos, que pueden ser medidos y ajustados para corregir cualquier tipo de sacudimiento. Y el sistema de dirección puede mover el telescopio hacia adelante y hacia atrás con el fin de compensar las vibraciones de baja frecuencia o los movimientos del aeroplano. Además, el espejo secundario puede incluso ser oscilado para contrarrestar el sacudimiento de la imagen en sí misma.

“SOFIA es realmente una pieza maravillosa de ingeniería”, concluye. “Este vuelo de prueba representa un enorme éxito y es un hito para todas las personas que han trabajado muy duro durante una década en esta misión”.

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Las naves espaciales Voyager hacen un descubrimiento interestelar

7 01 2010

Un grupo de científicos utilizó datos enviados por las naves espaciales Voyager con el fin de entender cómo interacciona la heliosfera con una nube interestelar.

Diciembre 23, 2009: El sistema solar está atravesando una nube interestelar que la física dice que no debería existir. En la edición del 24 de diciembre de la revista científica Nature, un grupo de científicos revela cómo es que las naves espaciales Voyager (Viajero, en idioma español), de la NASA, han resuelto finalmente el misterio.

“Usando datos de Voyager, hemos descubierto un fuerte campo magnético justo en las afueras del sistema solar”, explica el autor principal del artículo, Merav Opher, quien es un investigador de heliofísica invitado a la NASA, de la Universidad George Mason. “Este campo magnético mantiene en su lugar a la nube interestelar y resuelve el viejo problema de cómo es que puede existir esto”.

Derecha: Una nave Voyager viaja a través de la zona exterior de la heliosfera, en ruta hacia el espacio interestelar. Un fuerte campo magnético, informado por Opher y sus colaboradores en la edición del 24 de diciembre de 2009 de la revista Nature, se muestra delineado en color amarillo. Derechos de copia de la imagen, 2009, Museo Estadounidense de Historia Natural (American Museum of Natural History, en idioma inglés). [Ver imagen ampliada]

El descubrimiento tiene implicancias para el futuro, cuando el sistema solar finalmente se encuentre con otras nubes similares en su viaje por nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Los astrónomos llaman a la nube que atravesamos ahora Nube Interestelar Local o “Local Fluff” (“Pelusa Local”, en idioma español)”, para abreviar. Mide aproximadamente 30 años luz de ancho y contiene una mezcla rala de átomos de hidrógeno y de helio, a una temperatura de 6.000° C. El misterio de la existencia de la Pelusa tiene mucho que ver con lo que la rodea. Hace alrededor de 10 millones de años, un cúmulo de supernovas estalló en una región cercana, creando de ese modo una gigantesca burbuja de gas con una temperatura de un millón de grados. La Pelusa se encuentra completamente rodeada por este material a alta presión, expulsado por las supernovas, y debería ser aplastada o dispersada por él.

“La temperatura y la densidad que observamos en la nube local no proporciona suficiente presión como para resistir la ‘acción de aplastamiento’ del gas caliente que la rodea”, dice Opher.

Entonces, ¿cómo sobrevive la Pelusa? Las naves gemelas Voyager han encontrado una respuesta.

“Los datos proporcionados por Voyager muestran que la Pelusa se encuentra mucho más magnetizada de lo que sospechábamos —entre 4 y 5 microgauss*“, dice Opher. “Este campo magnético puede brindar la presión adicional que se requiere para resistir a la destrucción”.

Arriba: Concepto artístico de la Nube Interestelar Local, también conocida como “Pelusa Local”. Crédito: Linda Huff (científica estadounidense) y Priscilla Frisch (Universidad de Chicago) [Más información]

Las dos sondas Voyager, de la NASA, han seguido un trayecto hacia las afueras del sistema solar por más de 30 años. Ahora se encuentran más allá de la órbita de Plutón y están a punto de ingresar en el espacio interestelar, pero no han llegado allí todavía.

“Las naves Voyager no se encuentran ahora dentro de la Pelusa”, dice Opher. “Pero se están acercando y pueden percibir cómo es la nube conforme se acercan a ella”.

La Pelusa se mantiene justo afuera de la frontera del sistema solar gracias al campo magnético del Sol, el cual es inflado por el viento solar y de este modo forma una burbuja magnética de más de 10 mil millones de kilómetros de ancho. Conocida como la “heliosfera”, esta burbuja actúa como un escudo que ayuda a proteger al sistema solar interno de los rayos cósmicos galácticos y de las nubes interestelares. Las dos naves Voyager se localizan en la capa externa de la heliosfera, llamada “heliofunda” (“heliosheat”, en idioma inglés), donde el viento solar es ralentizado por la presión del gas interestelar.

La nave Voyager 1 ingresó en la heliofunda en diciembre de 2004; la sonda Voyager 2 le siguió 3 años después, en agosto de 2007. Estos cruces fueron clave para el descubimiento que hicieron Opher y sus colaboradores.

Derecha: La anatomía de la heliosfera. Desde que esta ilustración fue hecha, la nave Voyager 2 alcanzó a la nave Voyager 1 dentro de la heliofunda, una gruesa capa externa donde el viento solar es ralentizado por la presión del gas interestelar. Crédito: NASA/Walt Feimer. [Imagen ampliada]

EL tamaño de la heliosfera se encuentra determinado por un equilibrio de fuerzas: el viento solar infla la burbuja desde el interior, mientras que la Pelusa Local la comprime desde afuera. Al pasar Voyager por la heliofunda reveló el tamaño aproximado de la heliosfera y, por lo tanto, cuánta presión ejerce la Pelusa Local. Una porción de dicha presión es magnética y corresponde a los ~5 microgauss que el equipo de Opher informa en la revista Nature.

El hecho de que la Pelusa esté fuertemente magnetizada significa que otras nubes en nuestro vecindario galáctico podrían estarlo también. Finalmente, el sistema solar se encontrará con algunas de ellas y sus fuertes campos magnéticos podrían comprimir la heliosfera aún más de lo que está comprimida ahora. La compresión adicional podría permitir que más rayos cósmicos lleguen al interior del sistema solar, lo cual posiblemente afectaría al clima de la Tierra y los viajes seguros de los astronautas en el espacio interplanetario. Por otro lado, los astronautas no tendrían que viajar tan lejos porque el espacio interestelar estaría más cerca que nunca. Estos eventos jugarían un papel importante en escalas temporales de decenas a cientos de miles de años, que es lo que toma al sistema solar moverse de una a otra nube.

“¡Podrían venir épocas muy interesantes!” dice Opher.

Para leer la investigación original, busque el artículo de Opher y colaboradores en la edición del 24 de diciembre de la revista Nature, titulado “Un fuerte campo magnético interestelar, muy inclinado, cerca del sistema solar (A strong, highly-tilted interstellar magnetic field near the Solar System)”.

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Spirit se enfrenta a un futuro incierto en el inicio del nuevo año

4 01 2010

El vehículo de la NASA, en Marte, está a punto de finalizar seis años de exploración en el Planeta Rojo. No obstante, el invierno marciano, que ya se aproxima, podría terminar con la carrera de exploración del apreciado y aguerrido robot.

Diciembre 31, 2009: Este domingo, el vehículo explorador Spirit (Espíritu, en idioma español), de la NASA, completará seis años de exploración sin precedentes en el Planeta Rojo. Sin embargo, el invierno marciano, que está por llegar, podría terminar con la carrera de exploración del apreciado y aguerrido robot.

Spirit se posó en Marte a las 8:35 p.m. PST (hora estándar del Pacífico) del 3 de enero de 2004, y su gemelo, Opportunity (Oportunidad, en idioma español) lo hizo a las 9:05 p.m. del 24 de enero de 2004. Ambos exploradores comenzaron misiones que iban a durar apenas tres meses pero que, en cambio, se han extendido por seis años terrestres, o 3,2 años marcianos. Durante este tiempo, Spirit halló evidencia de un ambiente violento y con vapor en el antiguo Marte, el cual resultó ser bastante diferente del húmedo y ácido pasado que documentó el vehículo Opportunity, que ha estado realizando tareas en el medio del planeta.

Derecha: Concepto artístico del vehículo explorador Spirit en Marte. [Más información]

Una trampa de arena y ruedas rebeldes son desafíos para la movilidad de Spirit que podrían hacer que el equipo de trabajo del vehículo explorador de la NASA no tenga que utilizar una estrategia clave para sobrevivir en el invierno. Dicho equipo quizás no pueda colocar en posición los paneles solares del robot de modo que queden inclinados hacia el Sol con el fin de poder extraer energía para que el calor perdure durante el crudo invierno de Marte.

Hace nueve meses, Spirit estaba trasladándose a través de un sitio llamado “Troya”, cuando sus ruedas rompieron una capa de la corteza de la superficie, la cual se convirtió en arena suelta. Los esfuerzos por escapar de esta trampa de arena prácticamente no han conseguido mover al vehículo explorador. La incapacidad del robot para utilizar sus seis ruedas ha empeorado la ya difícil situación. La rueda frontal derecha de Spirit dejó de funcionar en el año 2006 y su rueda trasera derecha se atascó hace un mes. Sorprendentemente, la rueda frontal derecha hace poco comenzó a funcionar de nuevo, aunque de manera intermitente. El traslado con cuatro o cinco ruedas ha hecho que el progreso sea mínimo y los más recientes intentos han dado como resultado que el explorador, en verdad, se hunda más en el suelo.

“Ahora, la prioridad número uno para la misión es mantenerlo en movimiento, si eso es posible”, dice Steve Squyres, de la Universidad Cornell, en Ithaca, N.Y. Él es uno de los investigadores principales de los vehículos de exploración.

Si no es posible mantenerlo en movimiento, la próxima prioridad es mejorar la inclinación del robot, mientras que Spirit puede generar la suficiente electricidad como para mover sus ruedas. Spirit se encuentra ubicado en el hemisferio sur de Marte, donde es otoño y está disminuyendo la cantidad de luz solar diurna disponible para el robot, que es impulsado por paneles solares. Esto podría dar como resultado el cese de las actividades ya en el mes de enero, dependiendo de la cantidad de energía que le quede. La inclinación de Spirit, la cual es de casi cinco grados hacia el sur, no es favorable porque el Sol del invierno atraviesa por lo bajo el cielo del norte.

Arriba: El más reciente intento por hacer mover al Spirit, que se muestra en la imagen de arriba, no tuvo éxito. En verdad, el 26 de diciembre, el explorador se hundió 6 mm más en la trampa de arena. [Ver detalles]

A menos que la inclinación se pueda mejorar, o que los vientos disminuyan la acumulación gradual de polvo que hay sobre los paneles solares, la cantidad de luz solar disponible continuará reduciéndose hasta mayo de 2010. Es posible que durante mayo, o quizás antes, Spirit no cuente con la energía suficiente como para continuar en funcionamiento.

“Según la tasa de acumulación de polvo de la actualidad, los dispositivos solares en inclinación cero no proporcionarían la energía suficiente como para que funcionen los calentadores para sobrevivir durante el solsticio del invierno de Marte”, dice Jennifer Herman, una de las ingenieras que trabajan en la energía del explorador, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, en idioma inglés), de la NASA, en Pasadena, California.

El equipo está evaluando estrategias destinadas a mejorar la inclinación aun cuando Spirit no pueda escapar de la trampa de arena (como por ejemplo: tratar de cavar más profundo con las ruedas en el lado norte). En el mes de febrero, la NASA llevará a cabo una evaluación de las misiones, entre las cuales se incluye a Spirit, para conocer su potencial valor científico y compararlo con los costos con el fin de determinar cómo distribuir los limitados recursos. Mientras tanto, el equipo está planeando realizar investigaciones adicionales sobre lo que podría lograr un Spirit inmóvil a medida que se va terminando la energía.

“Spirit podría continuar llevando a cabo importantes investigaciones en el sitio donde está ubicado”, dice Ray Arvidson, de la Universidad Washington, en St. Louis, quien es investigador principal adjunto de los exploradores. “Podemos estudiar el interior de Marte, controlar las condiciones climáticas y continuar examinando los interesantes depósitos que no han dejado al descubierto las ruedas de Spirit”.

Derecha: Un mapa topográfico de los alrededores de Spirit, en Troya. Para obtener más información sobre las investigaciones científicas que Spirit puede realizar allí, lea la historia de Ciencia@NASA: “Un vehículo explorador atrapado en la arena hace un gran descubrimiento.”

Un estudio del interior del planeta usaría transmisiones de radio con el fin de medir el movimiento del eje de rotación del planeta, lo cual no es posible hacer con un vehículo explorador en movimiento. Ese experimento y otros podrían proporcionar más hallazgos diferentes de una misión que ya ha excedido, por mucho, las expectativas.

“Un cambio prolongado en la dirección podría decirnos cuál es el diámetro y la densidad del núcleo del planeta”, comenta William Folkner, del JPL. Él ha estado desarrollando planes para realizar este experimento con un futuro vehículo inmóvil en Marte. “Los cambios breves podrían decirnos si el núcleo es líquido o sólido”.

Spirit puede estar varado y en peligro, pero el explorador todavía tiene mucho trabajo para hacer. Permanezca atento a las actualizaciones que Ciencia@NASA realiza sobre el tema.

Artículo cedido por.    Noticias Ciencia de la NASA

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