La nave espacial Voyager continúa haciendo descubrimientos incluso mientras viaja por el espacio interestelar. En un nuevo estudio, los físicos de la Universidad de Iowa informan sobre la detección de electrones de rayos cósmicos asociados con las erupciones del sol, a más de 23 mil millones de kilómetros de distancia por parte de las Voyager.
En un nuevo estudio, un equipo de físicos de la Universidad de Iowa, informa la primera detección de ráfagas de electrones de rayos cósmicos acelerados por ondas de choque que se originan en erupciones importantes en el sol.
La detección, realizada por instrumentos a bordo de las naves Voyager 1 y Voyager 2, se produjo cuando las Voyager continúan su viaje hacia el exterior de nuestro sistema solar a través del espacio interestelar, lo que las convierte en las primeras naves en registrar este fenómeno único en el reino entre las estrellas.
Estos estallidos de electrones recién detectados viajan casi a la velocidad de la luz, unas 670 veces más rápido que las ondas de choque que inicialmente los propulsaron. Las explosiones fueron seguidas por oscilaciones de ondas de plasma causadas por electrones de menor energía que llegaron a los instrumentos de las Voyager días después y, finalmente, en algunos casos, la propia onda de choque hasta un mes después.
Las ondas de choque emanaron de eyecciones de masa coronal, que son expulsiones de gas caliente y energía que se mueven hacia afuera desde el sol a aproximadamente 1,6 millón de kilómetros por hora. Incluso a esa velocidad, las ondas de choque tardan más de un año en llegar a la nave espacial Voyager, que se ha alejado más del sol (más de 23 mil millones de kilómetros y contando) que cualquier otro objeto creado por humanos.
"Lo que vemos aquí, específicamente, es un cierto mecanismo por el cual cuando la onda de choque entra en contacto por primera vez con las líneas del campo magnético interestelar que pasan a través de la nave espacial, refleja y acelera algunos de los electrones de los rayos cósmicos", dice Don Gurnett, profesor emérito del Departamento de Física y Astronomía y autor del estudio. “Hemos identificado a través de los instrumentos de rayos cósmicos que estos son electrones que fueron reflejados y acelerados por choques interestelares que se propagan hacia afuera a partir de eventos solares energéticos en el sol. Ese es un nuevo mecanismo ".
El descubrimiento podría ayudar a los físicos a comprender mejor la dinámica de las ondas de choque y la radiación cósmica que provienen de las estrellas en llamarada (que pueden variar en brillo brevemente debido a la actividad violenta en su superficie) y las estrellas en explosión. Sería importante tener en cuenta la física de tales fenómenos al enviar astronautas a largas excursiones lunares o marcianas, por ejemplo, durante las cuales estarían expuestos a concentraciones de rayos cósmicos que exceden con creces las que se pueden experimentar en la Tierra.
Los físicos creen que estos electrones en el medio interestelar se reflejan en un campo magnético reforzado en el borde de la onda de choque y posteriormente son acelerados por el movimiento de la onda de choque. Los electrones reflejados luego giran en espiral a lo largo de las líneas del campo magnético interestelar, ganando velocidad a medida que aumenta la distancia entre ellos y el impacto.
En un artículo de 2014 en la revista Astrophysical Letters , los físicos JR Jokipii y Jozsef Kota describieron teóricamente cómo los iones reflejados por las ondas de choque podrían acelerarse a lo largo de las líneas del campo magnético interestelar. El estudio actual analiza las explosiones de electrones detectadas por la nave espacial Voyager que se cree que son aceleradas por un proceso similar.
“La idea de que las ondas de choque aceleran las partículas no es nueva”, dice Gurnett. “Todo tiene que ver con cómo funciona, el mecanismo. Y el hecho de que lo detectamos en un nuevo reino, el medio interestelar, que es muy diferente al del viento solar, donde se han observado procesos similares. Nadie lo ha visto con una onda de choque interestelar en un medio prístino completamente nuevo ".
Los hallazgos se publicaron en línea en el Astronomical Journal, en un artículo titulado "Un modelo de premonitorios para los choques interestelares de origen solar: observaciones de la Voyager 1 y 2".
Los coautores incluyen a William Kurth, científico investigador del Departamento de Física y Astronomía de UI; Edward Stone y Alan Cummings del Instituto de Tecnología de California; Bryant Heikkila, Nand Lal y Leonard Burlaga del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA; Stamatios Krimigis y Robert Decker del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins; y Norman Ness de la Universidad de Delaware. IOWANOW