Trazando el límite entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar por primera vez

Diagrama de nuestra heliosfera. Por primera vez, los científicos han cartografiado la heliosfera, el límite entre la heliosfera (marrón) y el espacio interestelar (azul oscuro). Crédito: NASA / IBEX / Adler Planetarium

Utilizando datos del satélite IBEX de la NASA, los científicos han creado el primer mapa en 3D del límite entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar.

Por primera vez, se han trazado los límites de la heliosfera, lo que permite a los científicos comprender mejor cómo interactúan el viento solar y el viento interestelar.

Dan Reisenfeld, científico del Laboratorio Nacional de Los Alamos y autor principal del artículo, que fue publicado en Revista astrofísica مجلة 10 de junio de 2021. “Pero esta es la primera vez que hemos podido medirlo y mapearlo en 3D”.

La heliosfera es una burbuja creada por el viento solar, una corriente compuesta principalmente de protones, electrones y partículas alfa que se extiende desde el sol al espacio interestelar y protege a la Tierra de la radiación interestelar dañina.

Reisenfeld y un equipo de otros científicos utilizaron datos del satélite Interstellar Boundary Explorer (IBEX) de la NASA, que detecta partículas que provienen de la heliosfera, la capa límite entre el sistema solar y el espacio interestelar. El equipo pudo mapear el borde de esta región, una región llamada heliopausa. Aquí, el viento solar, que se precipita hacia el espacio interestelar, choca con el viento interestelar que empuja hacia el sol.

Mapa 3D de límites de heliosfera

El primer mapa 3D del límite entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar, una región conocida como heliosfera. Crédito: Laboratorio Nacional de Los Alamos

Para hacer esta medición, utilizaron una técnica similar a la forma en que los murciélagos usan el sonar. “Así como los murciélagos envían pulsos de sonar en todas direcciones y usan la señal de retorno para crear un mapa mental de su entorno, nosotros usamos el viento solar del sol, que sale en todas direcciones, para crear un mapa de la heliosfera”, dijo Risenfeld. . .

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Lo hicieron utilizando la medición del satélite IBEX de átomos neutros energéticos (ENA) generados por las colisiones entre las partículas del viento solar y las de los vientos interestelares. La intensidad de esta señal depende de la intensidad del viento solar que golpea la heliosfera. Cuando la ola golpea la vaina, el número de ENA aumenta e IBEX puede detectarlo.

“La señal del viento solar enviada por el Sol varía en intensidad, formando un patrón único”, explicó Riesenfeld. “IBEX verá el mismo patrón en la señal ENA de retorno, de dos a seis años después, dependiendo de la energía de la ENA y la dirección en la que el IBEX está mirando a través de la heliosfera. Esta diferencia de tiempo es la forma en que encontramos la distancia a la fuente ENA región en una dirección particular “.

Luego aplicaron este método para construir un mapa 3D, utilizando datos recopilados durante todo un ciclo solar, desde 2009 hasta 2019.

“Al hacer esto, podemos ver los límites de la heliosfera de la misma manera que un murciélago usa el sonar” para ver “las paredes de la cueva”, agregó.

La razón por la que la señal tarda tanto en regresar a IBEX es por las grandes distancias involucradas. Las distancias en el sistema solar se miden en unidades astronómicas (AU), donde 1 AU es la distancia de la Tierra al Sol. El mapa de Reisenfeld muestra que la distancia mínima desde el Sol a la heliosfera es de aproximadamente 120 AU en la dirección que mira hacia el viento interestelar, y en la dirección opuesta, abarcando al menos 350 AU, que es el límite de distancia para la técnica de sondeo. Como referencia, el diámetro de la órbita de Neptuno es de aproximadamente 60 unidades astronómicas.

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Referencia: “Mapa 3D de la heliosfera del IBEX” de Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bezovsky y Herbert O. , Justyna M. Sokół, Alex Zimorino y Eric J. Zirnstein, 10 de junio de 2021, disponible aquí. Revista astrofísica مجلة.
DOI: 10.3847 / 1538-4365 / abf658

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