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Voyager 2: lo que sabemos del espacio interestelar gracias a los datos que aún nos envía después de más de 40 años de viaje

Los estadounidenses tienen cierta gracia para los nombres y las siglas y la verdad es que para las misiones espaciales que más lejos han llegado no podía haber apodo mejor. En 2018 la sonda exploratoria multiplanetaria Voyager 2 entraba en el espacio interestelar, y casi un año después por fin hemos podido entender todo lo que aún nos contaba.

Haciendo un poco de repaso, recordamos que esta sonda fue lanzada en 1977, 16 días antes que la Voyager 1 que fue la que logró la pole position en eso de ser el primer objeto fabricado por el ser humano en llegar al espacio interestelar, es decir, más allá de los límites de nuestro sistema solar. Ahora, gracias a esta longeva misión sabemos más de esta región, tras haberse estudiado esos datos recibidos.

Un "pequeño" salto para Voyager 2, un gran hito para la humanidad

Hace algo más de un año los sensores de la Voyager 2 registraban una especie de salto: la sonda había pasado de estar rodeado por el cálido plasma del viento solar a uno más denso y frío. Sensores que aportan mejores datos de los que la Voyager 1 enviara en agosto de 2012 al sobrepasar la heliosfera, dado que su detector de plasma se averió en 1980.

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Según explicó el profesor Edward Stone del Instituto Tecnológico de California en la rueda de prensa (y que recoge The Guardian), la certeza sobre la extensión de la heliosfera (a la que llama "burbuja") era tan poca en aquel momento que ni siquiera sabían si las sondas iba a sobrevivir como para llegar al espacio interestelar cuando se lanzaron.

"Cuando lanzamos la misión Voyager con las dos sondas en 1977 no conocíamos la extensión de la "burbuja" y realmente desconocíamos si la sonda viviría los suficiente como para alcanzar el borde de la "burbuja" y entrar al espacio interestelar". Edward Stone

De este modo, las sondas Voyager 1 y 2 fueron lanzadas con misiones y trayectoria distintas para explorar Júpiter y Saturno, dirigiéndose tras esto al espacio interestelar. La Voyager 1 cruzaba la heliopausa (el punto en el que el viento solar se une al medio interestelar, el límite de la heliosfera) en agosto de 2012, en el hemisferio norte y a 122,6 unidades astronómicas (siendo una UA la distancia media entre la Tierra y el Sol), y la 2 lo hizo en 2018 a 119,7 UA (en el hemisferio sur), a unos 18.000 millones de kilómetros del Sol.

Heliosfera Mejor dar un repaso antes de la idea que tenemos de los límites del sistema solar. Esta ilustración usa una escala logarítmica hasta un millón de unidades astronómicas (UA). El Sol y sus planetas están envueltos por la heliosfera, una burbuja de viento solar de unas 100 UA. A la frontera entre el viento solar y el plasma interestelar se le llama heliopausa, encontrándose después el medio interestelar (viendo también cinturón de Kuiper, la zona de done se considera que vienen muchos cometas). Más al exterior vemos la nube de Oort, región donde todavía habría objetos afectados por la gravedad del Sol. Por último, Alfa-Centauro, el miembro de otro sistema solar más cercano conocido.

Una zona nueva y una frontera clara

¿Qué nos cuenta, a su manera, la Voyager 2? Lo han publicado en la revista Nature Astronomy, con una serie de cinco artículos que describen con detalle cómo ha sido ese salto, qué hay después y, sobre todo, desmentir algunas ideas que se tenían del espacio interestelar.

Así, sabemos que antes de llegar al límite de la heliosfera (la región espacial que se encuentra bajo la influencia del viento solar y su campo magnético) hay un área fronteriza de interacción entre partículas del espacio y del Sol que previamente no se había observado. Tras esto, hay una región en la que el plasma se ralentiza, se calienta y es 20 veces más denso.

Esta zona es algo mayor a la distancia que separa la Tierra y el Sol, unos 149,6 millones de kilómetros. Es un punto en el que los campos magnéticos son más intensos y que finaliza para dar lugar al espacio interestelar.

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Con esto, la Voyager ya nos ayuda a deshacernos de un pensamiento preconcebido a cerca de estas zonas que no se ajusta la realidad. Como trasladan en El País, Don Gurnett (coautor de uno de los estudios publicados y profesor de la Universidad de Iowa) explica que con la información de las sondas se ha visto que no, que no es cierto que el viento solar se extingue gradualmente según nos adentramos en el espacio interestelar, sino que hay una frontera clara.

En las áreas cercanas a la heliopausa, la Voyager 2 registró magnitudes de campos magnéticos gigantes, de tal magnitud que son capaces de formar esa burbuja esférica alrededor del Sol. Según los datos, los investigadores creen que el límite de la helioesfera es más delgado y suave (que la Voyager 2 cruzó la heliopausa en menos de un día) y que el medio interestelar en ese punto es más variable y caliente de lo que pensaban.

Las pistas de la heliopausa

Como hemos dicho antes, las dos sondas Voyager cruzaron la heliopausa en distintos puntos pero a una distancia "similar" del Sol hablando en términos astronómicos (121,6 UA la 1 y 199,6 UA la 2). Esto significa que las sondas, pese a dibujar trayectorias distintas (y entre ellas estuviesen a más de 150 UA), atravesaron este área aproximadamente a una distancia muy parecida con respecto de cada una al Sol.

Bill Kurth, físico especializado en plasma y co-autor del trabajo, explicaba a Gizmodo que el hecho de que las densidades de plasma cambiasen a una distancia similar (es decir, dónde detectó el "salto" en cada sonda) nos dice que la heliopausa no cambia mucho entre dos puntos del espacio totalmente distintos, pero además nos habla de las características de la heliosfera.

Voyager 1 Y 2

La heliosfera no parece tener cola, probablemente simétrica y más fina de lo que se creía

Hilando con lo anterior, con estas informaciones nos podemos aproximar algo más a conocer la forma de la helioesfera. Explica Kurth que por el mismo motivo que decíamos antes (esos puntos en los que atravesaron la heliosfera) ésta debería ser simétrica.

Y no sólo eso. Hasta ahora se hablaba de que la heliosfera tenía una cola, similar a la de un cometa, pero de la que no se tiene ninguna constancia. Pero el reciente análisis ha alimentando la hipótesis de que la forma es esférica, por los datos que ha aportado la Voyager 2 en relación a las fuerzas relativas de los campos magnéticos de dentro y fuera de la heliosfera.

Galaxia Imagen: NASA/CXC/SAO

Sus registros muestran además que el límite de la heliosfera era mucho más fino que el que encontró la Voyager 1. Esto puede deberse a que la 1 lo cruzó durante un periodo de actividad solar muy alta o bien que lo cruzó en una trayectoria menos perpendicular.

La Voyager 2 también nos ha dado información sobre el espesor de la heliofunda (heliosheath en inglés), la zona entre el frente de choque de terminación y la heliopausa en el borde exterior del sistema solar que se extiende a lo largo del borde de la heliosfera. Es una región en la que los vientos solares se acumulan contra los vientos del espacio interestelar.

En La Vanguardia citan a este respecto a Don Gurnett, investigador de la Universidad de Iowa y co-autor de uno de los artículos, quien explica que lo que están tratando ahora es de "entender la naturaleza de ese límite entre los dos vientos, donde colisionan y se mezclan". Los rayos cósmicos del espacio interestelar llegan sólo en un 30% a la Tierra y quieren conocerlos mejor, así como la manerea en la que los dos vientos se mezclan y cuánto vertido hay de dentro hacia fuera y viceversa.

“Hemos demostrado con la Voyager 2 y previamente con la 1 que hay una frontera distinta. Es sorprendente como los fluidos, incluidos los plasmas, pueden formar límites.” Don Gurnett

Más misterios espaciales (por si no había ya bastantes)

Stamatios Krimigis, de la Universidad Johns Hopkins y co-autor de uno de los trabajos, matizaba otra diferencia llamativa entre lo registrado entre una sonda y otra. Al cruza el hemisferio sur la Voyager 2 detectaron una fuga de material de la burbuja solar a la galaxia, la cual llegaba a extenderse más de 170 millones de kilómetros.

¿Y qué? Pues que es algo que no vieron cuando la Voyager 1 cruzó el hemisferio norte (de hecho, en aquel caso detectaron material fluyendo en dirección contraria). Krimigis es claro y explica que no entienden aún por qué a la espera de revisar los datos y plantear otras formas de estudio para comprender qué causa esta fuga hacia el espacio interestelar y al revés.

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Aunque en contrapartida quizás se haya arrojado algo más de luz a otro asunto. Las partículas energéticas de la burbuja llegan a la heliopausa, casi a la velocidad de la luz, entran en el espacio interestelar crean perturbaciones la perderse en el mismo. Esto es análogo a lo que ocurre cuando hay explosiones de supernovas y se envían ondas expansivas, alterando el medio interestelar (según explica también Gurnett), del mismo modo que se cree que formó el sistema solar (por la onda expansiva interestelar que causó una supernova).

"En diferentes escalas, pero es interesante: aquí tenemos al sol produciendo explosiones que generan ondas expansivas que salen, mientras que, en el espacio interestelar, son las supernovas." Don Gurmett

Aprovechando los últimos años antes de una jubilación merecida

Habrá un momento que se nos acabe la suerte con estas misiones y nos quedemos sin información (que son más de 40 años de vida laboral), de ahí que los científicos estén aún rumiando cómo racionalizar la energía que les queda, según R. Du Toit Strauss (de la North-West University en Sudáfrica) publicó también en Nature, calculando que alcanzarán niveles críticos del nivel de plutonio en torno a 2020 quedándose sin energía (y sin comunicar) en unos cinco años. La señal de la Voyager 2 sigue recibiéndose, tardando 16 horas en llegar a la Tierra con su transmisor de 22,4 varios (la potencia de una luz de frigorífico).

Con todos estos datos no sólo se puede conocer mejor cómo limita nuestro vecindario, también se deduce qué ocurre en los límites de todas las estrellas. Es posible que toda estrella tenga una región similar entre su esfera de influencia y el medio interestelar local, y además el estudio de la radiación interestelar es también muy importante de cara a poder enviar misiones tripuladas a Marte (que de eso hay muchas ganas, sin duda).

Aún queda por exprimir de esos datos que la Voyager 2 (y la 1) sigue enviando, con la esperanza de que con ella se pueda reconstruir la estructura de la verdadera frontera solar. Datos que también proveerán las misiones IBEX (que orbita a la Tierra pero estudia esa región), New Horizons, las Pioneer o la IMAP (cuyo lanzamiento se prevé en 2024).

Imagen | NASA

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