Escuche los espeluznantes sonidos del espacio interestelar capturados por la Voyager de la NASA

Ilustración que muestra una de las naves espaciales gemelas Voyager de la NASA. Todos los Voyager entraron en el espacio interestelar, o espacio fuera de nuestra heliosfera. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Mientras la Voyager 1 de la NASA explora el espacio interestelar, las mediciones de su intensidad crean ondas

En el grupo disperso de átomos que llenan el espacio interestelar, la Voyager 1 midió una serie de ondas de acción prolongada, ya que anteriormente solo detectaba explosiones esporádicas.

Hasta hace poco, todas las naves espaciales de la historia habían realizado todas sus mediciones dentro de nuestra heliosfera, la burbuja magnética que infla nuestro sol. Pero el 25 de agosto de 2012, NASALa Voyager 1 cambió eso. Al cruzar los límites de la heliosfera, se convirtió en el primer objeto creado por el hombre en entrar y medir el espacio interestelar. Ahora, ocho años después de su viaje interestelar, escuchar atentamente los datos de la Voyager 1 ha generado nuevos conocimientos sobre cómo podrían verse esos límites.

Si nuestra heliosfera es un barco que navega en aguas interestelares, la Voyager 1 es una balsa salvavidas que acaba de ser lanzada desde la cubierta, que está diseñada para escanear corrientes. En este momento, cualquier agua turbulenta que sienta proviene principalmente de la heliosfera. Pero más allá de eso, sentirás los movimientos provenientes de fuentes más profundas en el universo. En última instancia, nuestra heliosfera se desvanecerá por completo de sus medidas.

Este dibujo de octubre de 20218 muestra la posición de las sondas Voyager 1 y Voyager 2 en relación con la heliosfera, una burbuja protectora creada por el sol que se extiende más allá de la órbita de Plutón. La Voyager 1 cruzó la heliosfera, o el borde de la heliosfera, en 2012. La Voyager 2 todavía se encuentra en la heliosfera, o la parte exterior de la heliosfera. (Agencia de la NASA La nave espacial Voyager 2 ingresó al espacio interestelar en noviembre de 2018Créditos: NASA / JPL-Caltech

“Tenemos algunas ideas sobre cuánto tardará la Voyager en comenzar a ver más agua pura entre las estrellas, por así decirlo”, dijo Stella Ocker, PhD. Estudiante de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y miembro más reciente del equipo Voyager. “Pero no estamos muy seguros de cuándo llegaremos a este punto”.

El nuevo estudio de OCR, publicado el lunes en Astronomía natural, Muestra cuál puede ser la primera medición continua de la densidad de la materia en el espacio interestelar. “Este descubrimiento nos proporciona una nueva forma de medir la densidad del espacio interestelar y abre un nuevo camino para que exploremos la estructura del medio interestelar muy cercano”, dijo Oker.

La nave espacial Voyager 1 de la NASA ha capturado los sonidos del espacio interestelar. Voyager 1 plasma El instrumento de ondas detectó vibraciones de plasma interestelar denso, o gas ionizado, de octubre a noviembre de 2012 y de abril a mayo de 2013. Crédito: NASA /Laboratorio de propulsión a chorro– Caltech

Cuando uno fotografia objetos interestelares, lo que los astrónomos llaman el “medio interestelar”, una sopa difusa de partículas y radiación, uno puede volver a imaginar un ambiente tranquilo, silencioso y tranquilo. Sería un error.

“Usé la frase” medio interestelar silencioso “, pero puedes encontrar muchos lugares que no son particularmente silenciosos”, dijo Jim Cordes, físico espacial de la Universidad de Cornell y coautor del artículo.

Como el océano, el medio interestelar está lleno de olas turbulentas. El más grande de ellos proviene de la rotación de nuestra galaxia, ya que el espacio mismo mancha y muestra ondas a lo largo de decenas de años luz. Olas más pequeñas (aunque aún gigantes) surgen de las explosiones de supernovas, que se extienden miles de millones de millas de cumbre a cumbre. Por lo general, las erupciones solares son las ondas más pequeñas de nuestro sol y envían ondas de choque a través del espacio que penetran el revestimiento de la heliosfera.

Estas olas rompientes revelan pistas sobre la densidad del medio interestelar, un valor que influye en nuestra comprensión de la forma de la heliosfera, cómo se forman las estrellas e incluso nuestra ubicación en la galaxia. Cuando estas ondas rebotan en el espacio, hacen vibrar los electrones a su alrededor, que suenan a frecuencias distintas dependiendo de cuánto estén apilados. Cuanto mayor sea el tono de esta resonancia, mayor será la densidad de electrones. El subsistema de ondas de plasma Voyager 1, que incluye dos antenas de “orejas de conejo” que se proyectan a 30 pies (10 metros) detrás de la nave espacial, está diseñado para escuchar esta resonancia.

Una ilustración de una nave espacial Voyager de la NASA que muestra las antenas utilizadas por el subsistema de ondas de plasma y otros instrumentos. Crédito: NASA / JPL-Caltech

En noviembre de 2012, tres meses después de salir de la atmósfera del sol, la Voyager 1 escuchó sonidos interestelares por primera vez (ver video arriba). Seis meses después, apareció otro “silbido”, esta vez cada vez más fuerte. El medio interestelar parece volverse más grueso y más rápido.

Estas sirenas momentáneas continúan a intervalos irregulares en los datos de la Voyager de hoy. Es una forma excelente de estudiar las densidades del medio interestelar, pero requiere algo de paciencia.

“Solo se ven una vez al año, por lo que depender de este tipo de eventos episódicos significa que nuestro mapa de la densidad del espacio interestelar era bastante escaso”, dijo Oker.

Ocker se propuso encontrar una medida continua de la densidad media interestelar para llenar los huecos, una escala que no depende de ondas de choque accidentales que se propagan desde el Sol. Después de filtrar los datos de la Voyager 1 y buscar señales débiles pero consistentes, encontré un candidato prometedor. Comenzó a repuntar a mediados de 2017, en el momento de otro silbido.

“En realidad es un tono”, dijo Oker. “A medida que pasa el tiempo, escuchamos ese cambio, pero la forma en que se mueve la frecuencia nos dice cómo cambia la densidad”.

Los eventos de oscilación de plasma débiles pero semicontinuos, visibles como una delgada línea roja en este gráfico / tk, correlacionan los eventos más fuertes en los datos del subsistema de ondas de plasma en la Voyager 1. La imagen alterna entre gráficos que muestran solo señales fuertes (fondo azul) y filtradas datos que muestran señales más débiles. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Stella Ocker

Oker llama a la nueva señal una emisión de ondas de plasma, y ​​también parece rastrear la densidad del espacio interestelar. Cuando aparecen pitidos repentinos en los datos, el tono de emisión sube y baja con él. La señal también es similar a la observada en la atmósfera superior de la Tierra, que se sabe que rastrea la densidad de electrones allí.

“Esto es realmente emocionante, porque podemos muestrear regularmente la densidad en un tramo de espacio muy largo, que es el tramo de espacio más largo que hemos tenido hasta ahora”, dijo Oker. “Esto nos proporciona el mapa más completo de la densidad y el medio interestelar visto por la Voyager”.

Según la señal, la densidad de electrones alrededor de la Voyager 1 comenzó a aumentar en 2013 y alcanzó los niveles actuales a mediados de 2015, con un aumento de la densidad de 40 veces. La nave espacial parece estar en un rango de densidad similar, con algunas fluctuaciones, con el conjunto de datos completo que analizaron que terminó a principios de 2020.

Ocker y sus colegas actualmente están tratando de desarrollar un modelo físico de cómo se produce la emisión de ondas de plasma que será clave para explicarlo. Mientras tanto, el subsistema de ondas de plasma de la Voyager 1 continúa enviando datos cada vez más lejos de casa, ya que cada nuevo descubrimiento tiene el poder de reinventar nuestro hogar en el universo.

Para obtener más información sobre esta investigación, lea In The Emptiness of Space. A 14 mil millones de millas de distancia, la Voyager 1 descubre las “preocupaciones” de las ondas de plasma.

La referencia: “Ondas de plasma continuas en el espacio interestelar detectadas por la Voyager 1” Escrito por Stella Koch-Acker, James M Cordes, Shami Chatterjee, Donald A. Gernet, William S. Astronomía natural.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01363-7