NeoFronteras

Atravesamos una nube interestelar

Área: Espacio — jueves, 24 de diciembre de 2009

El sistema solar está atravesando una nube interestelar local de 30 años luz de ancho.

Foto

En el número de Nature del 24 de diciembre un grupo de científicos de la NASA, liderados por Merav Opher, revelan que el sistema solar está atravesando una nube interestelar que según la Astrofísica tradicional no debería existir.
Este resultado proviene del análisis de los datos que todavía proporcionan las sondas Voyager, que se encuentran más allá de la órbita de Plutón gracias a un viaje que dura ya 30 años. Este grupo de científicos ha podido comprobar, gracias a esos datos, que hay un fuerte campo magnético que mantiene cohesionada la nube interestelar a partir del borde del Sistema Solar.
A esta nube Interestelar local la llaman también “Local Fluff”. Tendría unos 30 años luz de diámetro de ancho y estaría compuesta principalmente por hidrógeno y helio a una temperatura de 6000 grados centígrados.
Para poder explicar el misterio de esta nube habría que remontarse a hace 10.000 millones de años, cuando un grupo de supernovas explotó por “nuestras cercanías”, creando una burbuja de gas a un millón de grados de temperatura. La nube local actual está completamente rodeada por el residuo a alta presión de esas explosiones y debería colisionar o dispersase debido a ello. La temperatura observada en la nube local no proporciona suficiente presión para resistir la presión del gas que la rodea procedente de esas explosiones de supernova. Entonces, ¿cómo es posible que todavía exista la nube local?

Foto
Concepción artística de la nube interestelar local. Fuente: Linda Huff (American Scientist) y Priscilla Frisch (University of Chicago).

Las sondas Voyager han encontrado la respuesta. Sus datos muestran que la nube local está más fuertemente magnetizada de lo que previamente se había pensado, concretamente a 4 ó 5 microgauss (el campo magnético terrestre tiene unos 500 microgauss). Este campo proporciona una presión extra que se opone la destrucción de la nube local.
La nube local empezaría más allá de la heliopausa, que es una burbuja formada por el campo magnético del Sol inflada por viento solar hasta los 10.000 millones de km de anchura. La heliosfera actúa como un escudo y nos protege de los rayos cósmicos galácticos y de las nubes interestelares. El tamaño de la heliosfera es determinado por un equilibrio de fuerzas. Por un lado el viento solar infla la burbuja desde el interior, mientras que la nube local la comprime desde el exterior.

Foto
Anatomía de la heliosfera (alta resolución). Fuente: NASA, Walt Feimer.

Las Voyager no se encuentran todavía dentro de la nube local, pero se aproximan cada vez más a ella y pueden sentir su presencia. Se encuentran justo en la capa más exterior de la heliosfera, donde el viento solar reduce su velocidad debido a la presión del gas interestelar.
El hecho de que la nube local esté magnetiza significa que otras nubes en nuestra vecindad galáctica también lo podrían estar. Puede que el sistema solar finalmente entre en alguna de estas otras nubes y que la heliosfera sea comprimida aún más. Una compresión adicional podría permitir que más rayos cósmicos entren en el Sistema Solar y que estos afecten el clima terrestre.
Esto también afectaría la capacidad de los futuros astronautas de poder viajar a través del espacio sin ser muy irradiados y nos dice que éstos no podrían viajar muy lejos, ya que el peligroso espacio interestelar estaría mucho más cerca.
Sin embargo, este tipo de eventos necesitaría de decenas o cientos de miles de años para tener lugar.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=2943

Fuentes y referencias:
Nota de prensa de la NASA.
Foto cabecera: The American Museum of Natural History.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

15 Comentarios

  1. Pablo:

    Hola, si esto se confirma, resulta fascinante, pues el viaje interestelar es mas complejo y peligroso de lo que se pensaba posible. Lo ironico es que las novelas de ciencia ficcion nunca se les ocurrio plantearse tal escenario, intersante en las nuevas novelas de ese genero. Para la busqueda de vida extraterrestre esto plantea nuevos escenario de busqueda. Para la tecnologia retos no imaginados.

  2. Crashbit:

    Felicidades, siempre he sido un fan de las dos sondas con mas rendimiento de la historia. Larga vida a las voyager, que son las únicas (hasta el momento) que se atreven a poner un pie fuera del sistema solar.

  3. tomás:

    Siempre me llama la atención la alta temperatura que pueden alcanzar las moléculas de un gas rarificado sin que ello se note de la forma en que estamos acostumbrados a sentirlo. Habláis de 6.000 ºC en esa nube interestelar.
    Siendo la temperatura una media estadística de la energía cinética de todo tipo de las moléculas, podemos hablar de esa temperatura con dos moléculas por m3, una con 5.000 y otra con 7.000ºC y que, sin embargo, ello no tenga consecuencia alguna sobre un eventual astronauta, le toque o no una de esas moléculas de gas supercaliente. Por ejemplo, en la exosfera pasa algo así a unos 1.000 ºC y la concentración debe ser comparable a la de la mencionada nube -imagino-. Por ello, en puridad, deberíamos hablar de la temperatura de las moléculas del gas, porque si decimos “temperatura del gas” uno se imagina poniendo un “termómetro” en una zona del espacio y que le marque su temperatura, siendo que el espacio, el vacío, no tiene temperatura. Creo que se utilizan métodos que involucran el espectro electromagnético.
    Pienso que debería haber -quizá la hay- alguna unidad que relacionase esa temperatura con el nº de moléculas por unidad de volumen.
    Si tomamos P.V = n.R.T y hacemos T(n/V) = P/R y teniendo en cuenta que sólo tratamos con H y He, quizá del primer miembro de la ecuación se pudiera sacar algo que diera una idea “sensible” por comparación con ese resultado con una temperatura normal en la superficie de la Tierra.
    En fin, un saludo dubitativo, ignorante y esperanzado, aguardando que alguno de nuestros amigos quizá me comente algo.

  4. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Es más sencillo que eso. No es lo mismo temperatura que transferencia de calor. Hay mucho más calor (energía con capacidad de producir trabajo) en el océano a temperatura ambiente que en un clavo al rojo vivo.
    Esos gases están tan rarificados que la transferencia de calor (energía) que podamos percibir es prácticamente nula. Pasa lo mismo con la corona solar y con las partículas de viento solar que nos llegan de ella, aunque esté a millones de grados no nos afecta en cuanto a podernos “quemar”.
    Además, aunque la interacción de esas partículas con un sólido haría elevarse la temperatura de éste si pasa mucho tiempo (incluso la de un termómetro), ésta no llegará a ser muy alta porque el sólido radiará su exceso de calor en forma de radiación electromagnética, es decir: infrarrojos y similares. El foco frío lo constituye el fondo cósmico de radiación a 3K, que es la mínima temperatura alcanzable de manera espontánea.
    El único efecto pernicioso que se podría notar de esa nube sería una mayor o menor protección frente a los rayos cósmicos formados por partículas cargadas, como se menciona en el texto.
    Así que no hay que preocuparse.

    El texto no pretendía ser sensacionalista y se asumía que el lector comprendía que esa temperatura no suponía un peligro. Ausencia de peligro que está implícita en el texto por omisión. Aunque me planteé una nota a pie de página, al final decidí no aclararlo. No es fácil encontrar la línea de equilibrio entre “insultar” al lector con obviedades o con un texto excesivamente técnico que sea ininteligible.

  5. NeoFronteras:

    Estimado Pablo:
    La radiación es una limitación muy importante a la hora de realizar cualquier viaje espacial, sobre todo si se sale de la magnetosfera terrestre. Un viaje a Marte estaría limitado por este concepto, sobre todo debido a las radiación procedente del Sol. Por eso se ha planteado la generación de magnetosferas artificiales (sólo efectivas frente a partículas cargadas).
    No sabemos cómo será la radiación del viento galáctico fuera de la heliosfera, principalmente porque todavía no hemos llegado allí. Es de suponer que se haya calculado alguna cota superior, pero nada más. Si resulta ser muy alta, entonces el viaje interestelar sería imposible y la paradoja de Fermi se habría resuelto satisfactoriamente. No es fácil imaginar una magnetosfera artificial que viaje junto a la nave que protege a velocidad relativista, aunque quizás sea posible.
    Incluso en ausencia de tal radiación cualquier átomo que haya por el camino se transformará en radiación si nos movemos a alta velocidad. En algunas novelas CiFi se soluciona este problema con un escudo de hielo de cientos o miles de metros de grosor.
    Viajar a velocidad relativista por el espacio normal no parece fácil. Plegar el espacio, el hiperespacio, el “warp” de Alcubierre, los agujeros de gusano y otras entelequias permitirían viajar mejor y más seguros a otros lugares de la galaxia. ¡Lástima que la Física conocida no permita ninguna de esas posibilidades!

  6. tomás:

    Estimado Neo: Yo creo que me has leído muy rápidamente. De mi comentario se deduce que conozco perfectamente la diferencia entre calor y temperatura. Desgraciadamente no me parezco a Sócrates que llegó a saber que no sabía nada. Tampoco estoy preocupado por la acción de esa temperatura sobre un astronauta; ya digo: “sin que ello tenga consecuencia alguna…” De todas formas, te aseguro que no me siento “insultado”. Muy al contrario, agradezco tu paternal paciencia y la estima con que me tratas.
    Sin embargo creo que me has confirmado en algo que me resultaba un poco dudoso. Veamos si lo he asimilado: Un imaginario astronauta con un traje elástico bien pegado a la piel para compensar la falta de presión, pero que fuese totalmente conductor del calor y sin considerar otro efecto que el térmico, sólo perdería calor por radiación, por lo que no sentiría frío ni calor en el alto vacío. ¿Es así?
    Muchas gracias, apreciado y apreciable maestro y un abrazo.

  7. NeoFronteras:

    Apreciado Tomás:
    Le he entendido y leído correctamente. Mi comentario pretendía ser sólo una aclaración.

    En cuanto al astronauta, éste ganaría calor por radiación y por las pocas partículas que incidieran sobre él. La pérdida sería solamente por radiación. Sin el aislante térmico y otros mecanismos el astronauta lo pasaría bastante mal: congelado en la parte de sombra y asado en la soleada.

  8. tomás:

    Bien, yo me refería a un astronauta muy alejado de cualquier estrella, de forma que no recibiera radiación o fuera despreciable. Imaginémoslo en esa nube a 6.000 ºC. Como los choques de las partículas serían muy pocos al ser gas muy rarificado, se calentaría con tremenda lentitud. Por otra parte perdería calor por radiación a sus 37 ºC, por lo que pienso que lo haría despacio, aunque quizá bastante más rápido que el calentamiento. Así, imagino que su pérdida de calor sería por infrarrojos y estimo que pasarían muchas horas hasta que bajase su temperatura uno o unos pocos grados -el vacío es el mejor aislante-. En algún momento se llegaría a un equilibrio. Sin embargo el poco frecuente, pero acumulativo, choque de las partículas de gas, acabaría calentándolo en un largo periodo, pongamos meses, hasta los 6.000 ºC. Digo yo ¿?.
    Un saludo y gracias.

  9. tomás:

    ¿Estoy en lo aproximadamente cierto en mi 8?
    Ya se que esto no es un consultorio astrológico, pero ¡me haría tanta ilusión saberlo!

  10. NeoFronteras:

    Salvo por la última frase el razonamiento es correcto. El astronauta perdería calor por radiación y lo ganaría por el choque con las partículas de la nube. Suponiendo que el astronauta está muerto, y ya no produce más calor por sí mismo, las pérdidas serían siempre superiores a las ganancias. Para que fuera al contrario la densidad de la nube debería ser muy alta.

  11. tomás:

    Estimado Neo:
    Veamos. Lo que le sucedería a un astronauta muerto es: 1º Una radiación en la que TIENDE a ir perdiendo temperatura MUY LENTAMENTE hacia los 2´73 K. 2º Por otra parte, a la vez, a causa del gas enrarecido, un incremento MUY DÉBIL Y LENTO de la temperatura. 3º Pero como sigue irradiando, aunque cada vez a menor temperatura, no va a conseguir el equilibrio ni de lejos a esos 6.000 ºC -además tiene bastante superficie, mucha más que si fuese una esfera- por lo que se establecerá a muy baja temperatura .Quizá a algo así como una decena o algunas decenas de grados, o incluso a menos de una decena, pero siempre por encima de los 2´73 K, dependiendo, naturalmente, de la densidad de la nube.
    Te ruego me excuses por ser tan pesado, pero es muy importante para mí tener los conceptos claros. Si ahora estoy en lo cierto, no es necesario que te molestes en contestarme, pues ya sé que te lleva trabajo.
    Se acerca la hora final del año. Mis mejores deseos.

  12. NeoFronteras:

    Hay un factor ademas de todo ello y es que una nube a esa temperatura irradiaría también ondas elecromagnéticas, aunque con una intensidad muy baja.

  13. tomás:

    Supongo que esa radiación de la nube es por estar a 6.000 ºC, es decir, por encima de la temperatura del medio que la rodea.

  14. NeoFronteras:

    En cualquier gas enrarecido a alta temperatura habría colisiones entre los átomos o moléculas que haría subir el estado de energía de los mismos. Luego se relajarían emitiendo un fotón o fotones. En el espectro se verían líneas de emisión. Para tener emisión continua de cuerpo negro haría falta mayor densidad.

  15. Jose M. Piñeiro:

    La verdad es que no entiendo muy bien como se puede detectar una nube a la cual las sondas todavía no han llegado. Dar datos sobre su tamaño y forma ya me parece pura especulación.
    Tampoco estoy de acuerdo con que comprimir la nube signifique mas radiación.
    Entiendo que la heliosfera actúa como escudo debido a la cantidad de partículas (los rayos cósmicos chocan con dichas particulas, “rompiendoe” en radiación secundaria). Por tanto lo importante es el número de partículas, no el espacio que estas ocupan. Mas presión interestelar reducirá el volumen de la heliosfera, pero no su masa.
    Entiendo, ademas, que la supuesta nube también proporciona un escudo adicional.
    La solución de la paradoja de Fermi parece bastante evidente a juzgar por nuestro caso. Nuestra sociedad parece haber agotado casi todos los recursos (minerales y energéticos) en menos de dos siglos, pero para poder usar recursos extraterrestres parece que necesitaríamos un siglo mas, al menos.
    Por tanto podemos extrapolar que los planetas solo tienen recursos suficientes como para mantener sociedades complejas durante un breve periodo, insuficiente para permitir dar el salto a otros planetas.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.