Más de 40 años desde su lanzamiento, la nave espacial Voyager todavía está haciendo descubrimientos.
En un nuevo estudio, un equipo de físicos dirigido por 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 la Voyager 1y la nave espacial Voyager 2, ocurrieron cuando las Voyager continúan su viaje hacia el exterior a través del espacio interestelar, lo que los convierte en la primera nave en registrar esta física única en el reino entre las estrellas.
Estos estallidos de electrones recién detectados son como una guardia avanzada acelerada a lo largo de las líneas del campo magnético en el medio interestelar; los electrones viajan casi a la velocidad de la luz, unas 670 veces más rápido que las ondas de choque que inicialmente los propulsaron. Los estallidos fueron seguidos poroscilaciones de ondas de plasma causadas por electrones de menor energía que llegan 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, expulsiones de gas caliente y energía que se mueven hacia afuera desde el sol a aproximadamente un millón de millas por hora. Incluso a esas velocidades, las ondas de choque tardan más de un año en llegar a la Voyagernaves espaciales, que han viajado más lejos del sol más de 14 mil millones de millas y contando que cualquier objeto hecho 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 atraviesan la nave espacial, refleja y acelera algunos de los electrones de los rayos cósmicos", dice Don Gurnett, profesor emérito de física yastronomía en Iowa y el autor correspondiente 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 que sustenta las ondas de choque y la radiación cósmica que provienen de las estrellas en erupción cuyo brillo puede variar brevemente debido a la actividad violenta en su superficie y las estrellas en explosión. La física de tales fenómenos sería importante paraconsidere al enviar astronautas en excursiones lunares o marcianas extendidas, por ejemplo, durante las cuales estarían expuestos a concentraciones de rayos cósmicos que exceden con mucho lo que experimentamos 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, se aceleran 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 velocidada 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 detectados por la nave espacial Voyager que sonse cree que se acelera mediante 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 hayamos detectado en un nuevo reino, el medio interestelar, que es muchodiferente que en el viento solar donde se han observado procesos similares. Nadie lo ha visto con una onda de choque interestelar, en un medio completamente nuevo y prístino. "
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Materiales proporcionado por Universidad de Iowa . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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