Estudio financiado por la NASA encuentra dos chorros de viento Solar en la heliosfera

Como el Sol viaja a través de la galaxia, emite partículas cargadas en una corriente de plasma llamado viento solar. El viento solar, a su vez, crea una burbuja conocido llamado la heliosfera que se extiende mucho más allá de los planetas del sistema solar. Durante décadas, los científicos han visualizado la heliosfera como forma de un cometa, con una cola muy larga que se extiende algunos 464.000 millones de millas, que es miles de veces en cuanto a la distancia de la tierra al Sol.

 

Una nueva simulación de la heliosfera – la burbuja magnética que rodea el Sol – muestra que dos jets relativamente cortos secuencias de la nariz.

Créditos: M. Opher/reproducido con permiso de la AAS

 

Una nueva investigación financiada por la NASA ahora sugiere que la heliosfera realmente está dominada por dos gigantes chorros de material hacia atrás a disparar sobre los polos norte y sur del Sol, que están confinados por la interacción del campo magnético del Sol con el campo magnético interestelar. Estos alrededores de la curva en dos — relativamente cortos – colas hacia la parte posterior. El resultado final es un heliosfera sin esa cola larga; un heliosfera que parece mucho más a una luna que a un cometa. Es más, los dos jets son similares a otros chorros astrofísicos vistos en el espacio, para que estudiarlos localmente podrían abrir las puertas a la comprensión de estos chorros en todo el universo. La investigación se describe en un artículo en Astrophysical Journal Letters, que apareció en línea el 19 de febrero de 2015.

 

"El pensamiento de todo el mundo ha sido que la forma de la heliosfera fue moldeada por el flujo de material interestelar pasando alrededor de ella," dijo Merav Opher, un astrónomo en la Universidad de Boston, que es el principal autor del artículo. "Los científicos pensaban que el viento solar fluye por la cola podría sacar fácilmente los campos magnéticos en la heliosfera a lo largo como fluyó, creando esta cola larga. Pero resulta que los campos magnéticos son suficientemente fuerte para resistir ese tirón – en lugar de eso se aprieta el viento solar y crean estos dos jets. "

 

Opher y sus colegas encontraron los jets y determinaron la nueva forma cuando que se ajustan a las simulaciones de la heliosfera basado en observaciones recogidas de la nave espacial Voyager 1 de la NASA, que recientemente se movió fuera de la heliosfera en el espacio interestelar. Como el primer objeto artificial fuera de nuestro sistema solar, Voyager proporcionó nuestra visión única hasta ahora del medio interestelar y proporcionó una sorpresa gigante: los campos magnéticos ahí estaban alineados más o menos lo mismo que los de aquí, aunque lo había esperado durante mucho tiempo que podría estar orientados en una dirección diferente.

 

Los científicos creen que la burbuja magnética alrededor de nuestro Sol puede parecer más como el acortado como se ve en esta imagen de la estrella BZ Cam (izquierda), en contraposición a la larga cola de como se ha visto alrededor de la estrella Mira (derecha).

Créditos: NASA/Casalegno/GALEX

 

Opher--junto con el científico espacial Jim Drake en la Universidad de Maryland en College Park que es coautor en el papel – había previamente creado modelos basados en el código de computadora desarrollado por los físicos del espacio de la Universidad de Michigan de la heliosfera. Su anterior trabajo se centró en la nariz de la heliosfera, tratando de entender la física como precipitan a través del espacio. Para ver si podían replicar los resultados inesperados de la Voyager, el equipo creó una simulación de resolución más alta.

 

La nueva simulación describió un heliosfera a diferencia de una que se había considerado antes.

 

"Los viajeros tenían una linterna en la cocina, y nadie estaba mirando en el ático," comenta ella. "Nos dimos cuenta, mientras estudiaba el drapeado del campo magnético de la galaxia alrededor de la nariz, que la heliosfera era mucho más corta de lo que esperábamos."

 

En lugar de ser dominado exclusivamente por el flujo del material interestelar para crear una cola larga, la forma de la heliosfera es afectada también por los chorros de viento solar que emanan del Sol, dijo Drake.

 

"Si no hubiera ningún flujo interestelar, entonces los campos magnéticos alrededor del Sol donde se forma el viento solar en dos jets apuntando directamente hacia el norte y sur,", dijo Drake. " Los campos magnéticos se contraen alrededor de estos jets, disparando el viento solar como exprimir un tubo de pasta de dientes".

 

En presencia de la corriente interestelar, estos jets son inclinados hacia atrás, creando una forma de media luna, como se ve desde el lado del Sol. Los jets se erosionarán ante el fuerte flujo interestelar, llevando a dos atenuada, cola corta. Esto conduce a un heliosfera mucho más corta de sólo unas 250 veces la distancia entre la Tierra y el Sol o cerca de 23-000 millones de millas.

 

"No sólo es la forma de la heliosfera diferente de lo que pensaban," dijo Drake. "Pero el mecanismo de estos jets es igual que en muchos sistemas astrofísicos. Astrofísicos de chorros en otro lugar producen partículas energéticas, pero son remotas y difíciles de diagnosticar. Nuestros jets están cercanos así que podríamos ser capaces de descubrir cómo producen las partículas energéticas medidas en la heliosfera. "

 

Para apoyar su modelo de heliosfera, los científicos recurrieron a observaciones adicionales de la cola. Tanto de la NASA Cassini y Interstellar Boundary Explorer o IBEX, ha reunido información sobre el extremo de la cola de la heliosfera mirando lo que es llamados enérgicos átomos neutrales, o ENAs. ENAs son creados por colisiones de partículas energéticas en el espacio y convenientemente viajan en líneas rectas, a diferencia de muchas otras partículas en el espacio. Observando ENAs viajando de un área determinada, por lo tanto, puede utilizarse para asignar esa región.

 

"Datos de Cassini mostraron una cantidad similar de ENAs de la cola y la nariz," dijo Opher. "Lo que sugiere que el tamaño de ambas partes era similar, lo que significa una cola corta."

 

Un paper IBEX de 2013 que también se describe como una forma dos lóbulos en la cola. Opher y Drake sugieren que los lóbulos observados podrían en realidad han sido los dos jets con material interestelar, non-Soho en medio. Sin embargo, el documento sobre los resultados IBEX, interpretado la heliosfera como teniendo una larga cola.

 

La forma amarilla es el heliopause, el límite entre la heliosfera y el medio interestelar local. El Sol se encuentra en el centro de esta burbuja, pero es demasiado pequeño para ser visto aquí. Las líneas grises son las líneas del campo magnético solar y las líneas rojas del campo magnético interestelar.

Créditos: M. Opher

 

Con estos resultados previos, Opher espera que el nuevo modelo a de ser polémico. "Esto va a debatirse pesadamente, fuertemente", dijo, señalando que muchos científicos trabajan desde el modelo tradicional en forma de cometa de la heliosfera. Pero, dice Opher, los resultados de las observaciones de la nave espacial out-of-the-box exigen una explicación del mismo modo no convencional.

 

Mientras tanto, estos jets recién postulados parecen bebé versiones de los jets con superpoderes que existen alrededor de objetos exóticos como los agujeros negros y pulsares. También se observan alrededor de proto-estrellas apenas nacidas. Ser capaz de estudiar estos jets en nuestro propio patio ofrece un laboratorio interno en el que una estructura que se ve por todas partes en el universo de estudio.

 

"Si estamos de acuerdo en todo esto, nos da una cama de prueba local para explorar algunas partes de la física muy importante", dijo Drake.

 

Karen C. Fox
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland

Last Updated: May 17, 2015

Editor: Holly Zell

 

Traducción: El Quelonio Volador