Nuestro rincón del universo el sistema solar, se encuentra en el interior de la Vía Láctea, hogar de más de 100 mil millones de estrellas. El sistema solar está encerrado en una burbuja llamada heliosfera, lo que nos separa de la vasta galaxia más allá y de parte de su dura radiación espacial.

Estamos protegidos de esa radiación por la heliosfera, que a su vez es creado por otra fuente de radiación:el sol. El sol arroja constantemente partículas cargadas, llamado viento solar, de su superficie. El viento solar se lanza a unas cuatro veces la distancia de Neptuno, llevando consigo el campo magnético del sol.

"Los campos magnéticos tienden a empujarse unos contra otros, pero no mezclar, "dijo Eric Christian, un científico líder en investigación de heliosfera en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Dentro de la burbuja de la heliosfera hay prácticamente todas las partículas y campos magnéticos del Sol. Afuera están los de la galaxia".

Para entender la heliosfera, Empiece por dividir la palabra sugiere David McComas, profesor de ciencias astrofísicas en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. "Heliosfera" es la combinación de dos palabras:"Helios, "la palabra griega para el sol, y "esfera, "una amplia región de influencia (aunque, para ser claro, los científicos no están seguros de la forma exacta de la heliosfera).

La heliosfera fue descubierta a fines de la década de 1950, y quedan muchas preguntas al respecto. A medida que los científicos estudian la heliosfera, aprenden más sobre cómo reduce la exposición de astronautas y naves espaciales a la radiación y, en general, cómo las estrellas pueden influir en sus planetas cercanos.

Un globo en el espacio

Alguna radiación nos rodea todos los días. Cuando tomamos el sol estamos disfrutando de la radiación del sol. Usamos radiación para calentar las sobras en los microondas de nuestra cocina y confiamos en ella para obtener imágenes médicas.

Radiación espacial, sin embargo, es más similar a la radiación liberada por elementos radiactivos como el uranio. La radiación espacial que nos llega de otras estrellas se llama radiación cósmica galáctica (GCR). Áreas activas en la galaxia, como supernovas, agujeros negros, y estrellas de neutrones:pueden quitar los electrones de los átomos y acelerar los núcleos a casi la velocidad de la luz, produciendo GCR.

En la tierra, tenemos tres capas de protección contra la radiación espacial. La primera es la heliosfera, lo que ayuda a impedir que GCR llegue a los principales planetas del sistema solar. Adicionalmente, El campo magnético de la Tierra produce un escudo llamado magnetosfera, lo que mantiene a GCR alejado de la Tierra y de satélites en órbita baja como la Estación Espacial Internacional. Finalmente, los gases de la atmósfera terrestre absorben radiación.

Cuando los astronautas se dirigen a la luna oa Marte, no tendrán la misma protección que tenemos en la Tierra. Solo tendrán la protección de la heliosfera, que fluctúa en tamaño a lo largo del ciclo de 11 años del sol.

En cada ciclo solar, el sol atraviesa periodos de intensa actividad y poderosos vientos solares, y periodos más tranquilos. Como un globo cuando el viento se calme, la heliosfera se desinfla. Cuando se recupera la heliosfera se expande.

"El efecto que tiene la heliosfera sobre los rayos cósmicos permite misiones de exploración humana de mayor duración. En cierto modo, permite a los humanos llegar a Marte, "dijo Arik Posner, un heliofísico en la sede de la NASA en Washington, D.C. "El desafío para nosotros es comprender mejor la interacción de los rayos cósmicos con la heliosfera y sus límites".

Anatomía de la heliosfera

Existe cierto debate sobre la forma precisa de la heliosfera. Sin embargo, los científicos coinciden en que tiene varias capas. Veamos las capas de adentro hacia afuera:

• Choque de terminación:todos los planetas principales de nuestro sistema solar están ubicados en la capa más interna de la heliosfera. Aquí, el viento solar emana del sol a toda velocidad, alrededor de un millón de millas por hora, por miles de millones de millas, no se ve afectado por la presión de la galaxia. El límite exterior de esta capa central se denomina choque de terminación.
• Heliovaina:más allá del choque de terminación está la heliovaina. Aquí, el viento solar se mueve más lentamente y se desvía cuando se enfrenta a la presión del medio interestelar exterior.
• Heliopausa:la heliopausa marca lo agudo, límite de plasma final entre el sol y el resto de la galaxia. Aquí, los campos magnéticos de los vientos solar e interestelar se empujan unos contra otros, y las presiones internas y externas están en equilibrio.
• Heliovaina exterior:la región más allá de la heliopausa, que todavía está influenciada por la presencia de la heliosfera, se llama heliovaina exterior.

Cómo estudiamos los confines de la heliosfera

Muchas misiones de la NASA estudian el sol y las partes más internas de la heliosfera. Pero solo dos objetos creados por humanos han cruzado el límite del sistema solar y han entrado en el espacio interestelar.

En 1977, La NASA lanzó la Voyager 1 y la Voyager 2. Cada nave espacial está equipada con herramientas para medir los campos magnéticos y las partículas por las que pasa directamente. Después de pasar por los planetas exteriores en una gran gira, salieron de la heliopausa en 2012 y 2018 respectivamente y actualmente se encuentran en la heliopausa exterior. Descubrieron que los rayos cósmicos son aproximadamente tres veces más intensos fuera de la heliopausa que en el interior de la heliosfera.

Sin embargo, la imagen que pintan las Voyager está incompleta.

"Tratando de averiguar toda la heliosfera desde dos puntos, Voyager 1 y 2, es como tratar de determinar el clima en todo el Océano Pacífico usando dos estaciones meteorológicas, "Dijo Christian.

Los Voyager trabajan con el Interestelar Boundary Explorer (IBEX) para estudiar la heliosfera. IBEX es un peso de 176 libras, satélite del tamaño de una maleta lanzado por la NASA en 2008. Desde entonces, IBEX ha orbitado la Tierra, equipado con telescopios que observan el límite exterior de la heliosfera. IBEX captura y analiza una clase de partículas llamadas átomos neutros energéticos, o ENA, que se cruzan en su camino. Los ENAs se forman donde se encuentran el medio interestelar y el viento solar. Algunas ENA fluyen hacia el centro del sistema solar y el IBEX.

"Cada vez que recolectas una de esas ENA, sabes de qué dirección vino, "dijo McComas, Investigador principal del IBEX. "Al recolectar muchos de esos átomos individuales, puedes hacer esta imagen de adentro hacia afuera de nuestra heliosfera ".

En 2025, La NASA lanzará la sonda de aceleración y cartografía interestelar (IMAP). Las cámaras ENA de IMAP son de mayor resolución y más sensibles que las de IBEX.

Abundan los misterios

En 2009, IBEX arrojó un hallazgo tan impactante que los investigadores inicialmente se preguntaron si el instrumento podría haber funcionado mal. Ese descubrimiento se conoció como la cinta IBEX, una banda en el cielo donde las emisiones de ENA son dos o tres veces más brillantes que el resto del cielo.

"La cinta fue totalmente inesperada y no fue anticipada por ninguna teoría antes de volar la misión, ", Dijo McComas. Todavía no está del todo claro qué lo causa, pero es un claro ejemplo de los misterios de la heliosfera que quedan por descubrir.

"Nuestro sol es una estrella como miles de millones de otras estrellas en el universo. Algunas de esas estrellas también tienen astrosferas, como la heliosfera, pero esta es la única astrosfera en la que estamos realmente dentro y podemos estudiar de cerca, "dijo Justyna Sokol, un científico investigador del Southwest Research Institute en San Antonio, Texas. "Necesitamos partir de nuestro vecindario para aprender mucho más sobre el resto del universo".