NASA/ Goddard Conceptual Image Lab

Los científicos espaciales, incluidos investigadores del Laboratorio Nacional Los Alamos (LANL), de los Estados Unidos, describieron los primeros análisis detallados de la captura de átomos neutros interestelares – materia prima para la formación de nuevas estrellas, planetas e incluso seres humanos. La información fue presentada en Washington, DC, en una conferencia de prensa auspiciada por la NASA.

En la conferencia, los investigadores presentaron datos del Explorador del Límite Interestelar (IBEX), que muestreó material traído directamente de fuera del Sistema Solar a través de la galaxia por los vientos solares y estelares. Los detalles completos de la investigación incluyen una sección especial de seis artículos científicos en la edición de febrero de la revista Astrophysical Journal Supplements.

IBEX fue lanzada en octubre de 2008 y, desde entonces, ha mantenido una órbita elíptica alrededor de la Tierra. La sonda espacial utiliza un par de cámaras especiales, una de las cuales fue desarrollada, en gran medida, en el LANL, para muestrear los átomos neutros que llegan a los alrededores de la Tierra de los bordes del Sistema Solar y su entorno inmediato.

La Tierra está mayormente a salvo de los bombardeos directos por parte de las partículas interestelares porque el viento solar – un chorro de partículas cargadas que emanan de la superficie del Sol – crea una burbuja protectora alrededor de nosotros, que desvía las partículas cargadas hacia el espacio. Sin esta burbuja, llamada heliosfera, la Tierra sería golpeada por la radiación cósmica. IBEX proporciona la primera visión global del borde exterior de la burbuja de protección.

IBEX también proporciona un muestreo directo del gas neutro que la rodea, que sopla como un viento interestelar a través del Sistema Solar.

“Las partículas interestelares son la materia prima que forma las estrellas, los planetas e, incluso, a nosotros”, dijo Eberhard Moebius, profesor de la Universidad de New Hampshire y miembro del equipo de IBEX actualmente en año sabático en Los Álamos. La UNH desarrolló sistemas clave de la segunda cámara de IBEX. ”En el principio sólo había hidrógeno y helio. Estos dos elementos formaron las primeras estrellas. Cuando las estrellas colapsaron y murieron, arrojaron al espacio su material, incluidos los nuevos elementos creados a través del proceso de fusión nuclear. Podemos decir mucho acerca de la evolución de nuestro Universo y tal vez entender otras galaxias y sistemas planetarios mediante el análisis de estas partículas “.

Con la capacidad para detectar y analizar hidrógeno, helio, neón y oxígeno, IBEX ha sido capaz de proporcionar a los investigadores más información sobre nuestro vecindario galáctico y plantear algunas preguntas urgentes al respecto. El equipo de investigación del IBEX ha sido capaz de caracterizar la proporción de oxígeno al neón en la ubicación actual de la Tierra y compararlo con otros datos. Las observaciones de IBEX sugieren que la proporción de neón con el oxígeno en el material procedente de fuera del Sistema Solar es mayor que esa misma proporción dentro del Sistema Solar y la Vía Láctea – nuestra galaxia – como un todo.

La diferencia de proporción puede sugerir que la actual ubicación del Sol difiere de su lugar de nacimiento, o que una cantidad significativa de oxígeno podría ser empaquetado en los granos de polvo que flotan en el espacio interestelar. Independientemente de cuál hipótesis es correcta, los resultados de la misión IBEX son importantes porque esta es la primera vez que los científicos han sido capaces de obtener mediciones cuantitativas directas del hidrógeno, oxígeno y neón fluyendo de fuera del Sistema Solar, junto con las observaciones mucho más detalladas del flujo de helio interestelar.

Lo que nos lleva a otro interesante descubrimiento IBEX: el equipo de IBEX ha aprendido que el viento interestelar sopla a unos 84.000 kilómetros por hora – cerca de 11.000 kilómetros por hora más lento de lo que se había medido con anterioridad.

IBEX aprovecha “velocímetro” del viento interestelar provisto por la naturaleza, observando el grado de desviación del gas en su viaje dentro del Sistema Solar y más allá del Sol. La gravedad del Sol desvía los átomos más lentos en un grado más fuerte de lo que desvía los átomos rápidos. IBEX es capaz de medir la dirección del flujo en la órbita de la Tierra con gran precisión, proporcionando la velocidad real y la dirección del viento interestelar. Con esta herramienta, los investigadores han sido capaces de obtener una mejor comprensión de dónde reside actualmente la Tierra con respecto a las nubes cercanas conocidas de material interestelar en el vecindario galáctico de nuestro planeta.

Estas nubes interestelares cercanas son más densas que el espacio que las rodea y se mueven a velocidades considerables. Los astrónomos han medido la velocidad de muchas nubes vecinas y se preguntaban acerca de la posición de la Tierra entre las nubes más cercanas ya que la velocidad del viento interestelar conocido previamente no coincidía con la de la mayoría de las nubes. Sin embargo, las nuevas observaciones de IBEX colocan al Sistema Solar dentro de lo que se conoce como la Nube Local Interestelar.

Los astrónomos nos dicen que la Tierra se desplaza cerca del borde de esta nube y la dejará en cualquier momento dentro de los próximos miles de años – apenas un abrir y cerrar de ojos a escalas de tiempo astronómicas. Cuando esto ocurra, la heliosfera, la burbuja protectora que nos rodea, podrá ampliarse de manera significativa, ya que estará menos restringida por la región de baja densidad de población en la que entrará. En su viaje más o menos en la dirección del centro de la Vía Láctea, la Tierra y el Sistema Solar se sumergirán en la nube siguiente, llamada nube G (llamada así por estar en dirección al centro de la galaxia).

Tan sólo tres años y medio de la misión IBEX, en un momento en que las dos naves Voyager deben estar saliendo de la heliosfera, en la próxima década, ¿quién sabe lo que los investigadores qué  otras sorpresas descubrirán sobre el Sistema Solar y su entorno inmediato? Sólo el tiempo lo dirá.

“¡Qué maravilloso es ver que algunas de las tecnologías desarrolladas en el Laboratorio Nacional Los Álamos para mantener segura nuestra nación están siendo utilizados para comprender cómo la Tierra se mantiene a salvo de las fuerzas turbulentas del Universo y obtener una mejor comprensión de nuestro lugar en la galaxia “, dijo Herb Funsten de Los Alamos, parte del equipo de investigación original responsable del desarrollo de una de las cámaras de IBEX.

Más información en:

http://www.lanl.gov/

IBEX Science Team/ Goddard Scientific Visualization Studio/ ESA

Nuevos datos de la nave espacial Explorador de la Frontera Interestelar IBEX, de la NASA, revelan que las condiciones en el borde del Sistema Solar pueden ser mucho más dinámicas que lo que se pensaba anteriormente. Las futuras misiones de exploración se beneficiarán en cuanto a diseño y objetivos de misión de la mejor comprensión de las condiciones cambiantes de esta región más externa del Sistema Solar.

IBEX ha producido un nuevo conjunto de mapas de “todo el cielo” de la interacción del Sistema Solar con la galaxia, permitiendo a los investigadores continuar viemdo y estudiando la interacción entre nuestra galaxia y el Sol. Los nuevos mapas revelan condiciones cambiantes en la región que separa los más cercanos alcances de nuestra galaxia, llamado el medio interestelar local, de la heliosfera: una burbuja protectora que defiende y protege al Sistema Solar.

En octubre de 2009, los científicos anunciaron que el primer mapa de datos producido por IBEX revelaba una banda brillante imprevista de átomos neutros energéticos, que emanaban hacia el Sol desde el borde del Sistema Solar. Este decubrimiento no era esperado por los científicos, ya que la banda brillante de emisiones no era representada por ningún modelo teórico de la región.

La nave espacial IBEX crea mapas del cielo midiendo y contando partículas referidas como átomos neutros energéticos que son creados en un área del Sistema Solar conocida como la región del borde interestelar. Se requiere esta técnica de realización de imágenes debido a que esta región no emite luz que pueda ser recolectada por los telescopios convencionales. Este borde interestelar es donde las partículas cargadas provenientes del Sol, llamadas viento solar, fluyen escapando más allá de las órbitas de los planetas y colisionan con el material que está entre las estrellas. Estas colisiones hacen que los átomos neutros energéticos viajen hacia dentro apuntados hacia el Sol desde el espacio interestelar, con velocidades entre 45 y más de 1100 km/s.

Este segundo conjunto de mapas de todo el cielo, creado utilizando datos recolectados durante seis meses de observaciones, muestra la evolución de la región de la frontera interestelar. Los mapas ayudan a delinear la región de la frontera interestelar, el área del borde del sistema solar que lo blinda de la mayor parte de la peligrosa radiación cósmica  galáctica que de otro modo podría penetrar desde el espacio interestelar. Los nuevos hallazgos fueron publicados esta semana en el Journal of Geophysical Research – Space Physics, una publicación de la Unión Geofísica de los Estados Unidos.

“Nuestro descubrimiento de cambios en seis meses en la banda de IBEX y otros átomos neutros propagándose desde el borde del Sistema Solar muestran que la interacción entre el Sol y la galaxia es asombrosamente dinámica”, dijo David J. McComas,investigador principal de IBEX y  vicepresidente asistente de la División de Ciencia e Ingeniería Espacial del Instituto de Investigación del Sudoeste, SWRI, en San Antonio. “Estas variaciones están teniendo lugar en escalas de tiempo marcadamente cortas”.

La nave espacial IBEX fue lanzada en octubre de 2008. Su objetivo científico fue descubrir la naturaleza de las interacciones entre el viento solar y el medio interestelar en el borde del Sistema Solar.

“Esta percepción de la situación provista por IBEX muestra que nuestro lugar en el espacio no es constante”, dijo Dick Fisher, director de la División Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, en las oficinas de cabecera de la Agencia, en Washington. “Entender mejor la dinámica del ambiente espacial es vital pera la planificación exitosa de la exploración futura”. El objetivo de la División Heliofísica es entender al Sol y sus interacciones con la Tierra y el Sistema Solar.

Más información en:

http://www.nasa.gov/

JHU/ APL

En un artículo publicado el 15 de octubre de 2009 en la revista Science, investigadores del Laboratorio de Física Aplicada (APL), de la Universidad Johns Hopkins, presentan una nueva visión de la región de influencia del Sol, o heliosfera, y las fuerzas que la conforman. Imágenes de uno de los sensores del instrumento de imágenes de la magnetosfera, la cámara de iones y átomos neutros (MIMI / INCA), en la nave espacial Cassini, de la NASA, sugieren que la heliosfera no puede tener la forma de cometa prevista por los modelos existentes.

“Estas imágenes han revolucionado lo que creíamos saber de los últimos cincuenta años, el Sol viaja a través de la galaxia, no como un cometa, sino más bien como una gran burbuja redonda”, dijo Stamatios Krimigis, investigador principal de MIMI, que está en órbita alrededor de Saturno. “Es increíble cómo una sola nueva observación puede cambiar todo un concepto que la mayoría de los científicos habían tomado como verdadero durante casi cincuenta años”.

A medida que el viento solar fluye desde el Sol, recorta una burbuja en el medio interestelar. Los modelos de la región fronteriza entre la heliosfera y el medio interestelar se han basado en suponer que el flujo relativo del medio interestelar y su colisión con el viento solar dominan la interacción. Esto crearía una “nariz” en escorzo, en la dirección del movimiento del Sistema Solar, y una “cola” alargada, en la dirección opuesta.

Las imágenes de INCA sugieren que la interacción del viento solar con el medio interestelar, en cambio, está controlada más significativamente por la presión de las partículas y la densidad de energía del campo magnético.

“El mapa que hemos creado a partir de las imágenes de INCA sugiere que la presión de una población candente de partículas cargadas y la interacción con el campo magnético del medio interestelar posee gran influencia en la forma de la heliosfera”, dice Don Mitchell, co-investigador de MIMI / INCA, del APL.

Desde su entrada en órbita alrededor de Saturno, en julio de 2004, INCA ha estado cartografiando los átomos neutros energéticos cerca del planeta, así como su dispersión en todo el cielo. Los átomos neutros energéticos son producidos por protones energéticos, que son responsables de la presión exterior de la heliosfera, más allá de la interfaz donde el viento solar colisiona con el medio interestelar, y que interactúan con el campo magnético del medio interestelar.

“Las imágenes de los átomos neutros energéticos han demostrado su poder para revelar la distribución de los iones energéticos, en primer lugar, en la propia magnetosfera de la Tierra; luego, en la magnetosfera gigante de Saturno; y, ahora, a través de enormes estructuras en el espacio: hasta el mismísimo borde de la interacción del Sol con el medio interestelar”, dice Edmond C. Roelof, co-investigador de MIMI / INCA, del APL.

Investigadores de la Universidad de Arizona, en Tucson; del Instituto de Investigación del Sudoeste; y de la Universidad de Texas, en San Antonio, también contribuyeron en este artículo.

Más información en:

http://www.jhuapl.edu/

SWRI

Los primeros mapas de todo el cielo, desarrollados por la nave espacial IBEX, el explorador de la frontera interestelar (Interstellar Boundary Explorer), de la NASA, primera misión para examinar las interacciones a escala global que se producen en el borde del Sistema Solar, revelan sorprendentes e intensas interacciones entre nuestro hogar en la galaxia y el espacio interestelar.

“Los resultados del IBEX son verdaderamente notables, con emisiones que no se asemejan a ninguna de las teorías o modelos actuales de esta región nunca antes vista”, dice el Dr. David J. McComas, investigador principal de IBEX y vicepresidente adjunto de la División Ciencia e Ingeniería Espacial del Instituto de Investigación del Sudoeste de los Estados Unidos (SWRI). “Esperábamos ver a las pequeñas y graduales variaciones en los límites del espacio interestelar, a unos dieciséis mil millones de kilómetros. Sin embargo, IBEX nos está mostrando una cinta muy estrecha que es dos a tres veces más brillante que cualquier otra cosa en el cielo”.

El “viento solar” de partículas cargadas viaja continuamente a velocidades supersónicas, alejándose del Sol en todas direcciones. Este viento solar infla una burbuja gigante en el espacio interestelar, llamada heliosfera – la región del espacio dominada por la influencia del Sol en el que residen la Tierra y los otros planetas. A medida que el viento solar viaja hacia el exterior,  barre los “iones capturados” recién formados, que surgen de la ionización de partículas neutras a la deriva en el espacio interestelar. IBEX mide los átomos neutros energéticos (ENAs) que viajan a velocidades entre alrededor de ochocientos mil y cuatro millones de kilómetros por hora. Estos ENAs se producen a partir del viento solar y de la captura de iones en la región fronteriza entre la heliosfera y el medio interestelar local.

Desde su lanzamiento, en octubre de 2008, IBEX ha utilizado dos novedosas cámaras ENA para obtener imágenes y cartografiar la interacción global en la heliosfera – estos mapas de la energía proporcionan información detallada sobre esta interacción interestelar. Los ENAs se propagan en todas las partes de la frontera y, mediante la detección de sus direcciones de llegada, IBEX acumula mapas de esta región invisible en una amplia gama de energías, cada seis meses.

Mientras que las naves espaciales Voyager efectúan mediciones puntuales pioneras de las interacciones  en dos lugares de la región de la frontera interestelar, las mediciones de IBEX demuestran la importancia de las observaciones globales. “La característica más sorprendente en los mapas del cielo de IBEX – la cinta estrecha brillante – serpentea por el cielo entre la nave espacial Voyager, donde permanecía completamente desapercibida, hasta ahora”, dice McComas.

IBEX proporciona imágenes globales del mismo modo que un satélite meteorológico ofrece datos sobre los patrones climáticos globales y regionales en la Tierra. De las estaciones meteorológicas individuales de la superficie se tienen mediciones detalladas locales, pero se puede perder la visión global, si las tormentas no pasan directamente sobre su cabeza.

Se necesita más tiempo para entender completamente los datos del IBEX, sin embargo, debido a que la cinta parece estar ordenada en la dirección del campo magnético interestelar local fuera de la heliosfera, las observaciones de IBEX sugieren que el medio interestelar tiene mucha más influencia sobre la estructura de la heliosfera que lo que nadie creía anteriormente. Una mirada más cercana a los segmentos de la cinta muestra estructuras finas, lo que sugiere que la densidad de iones puede ser mucho mayor en regiones muy localizadas en la frontera interestelar.

IBEX también ha recogido el hidrógeno y el oxígeno del medio interestelar, por primera vez. A medida que nuestra heliosfera viaja a través del medio interestelar, a una velocidad de unos 100.000 kilómetros por hora, IBEX mide partículas neutras entrando al Sistema Solar. Estas medidas ayudarán a los investigadores comprender mejor el ambiente del espacio interestelar. Las observaciones de IBEX también ayudarán a resolver un grave problema para la exploración tripulada, debido a que los escudos de la frontera interestelar del Sistema Solar paran la mayor parte de los rayos cósmicos galácticos.

Más información en:

http://www.swri.org/