Cinco fenómenos extraños que ocurren en el espacio exterior

No hace falta ser un científico espacial para saber que el espacio es extraño. Pero qué tan extraño podría sorprenderte. El espacio está dominado por fuerzas electromagnéticas invisibles que normalmente no sentimos. También está lleno de extraños tipos de materia que nunca experimentamos en la Tierra. Estas son cinco fenómenos sobrenaturales que suceden casi exclusivamente en el espacio exterior.

1. Plasma

En la Tierra, la materia generalmente asume uno de tres estados: sólido, líquido o gaseoso. Pero en el espacio, el 99,9% de la materia normal se encuentra en una forma completamente diferente: plasma. Hecha de iones y electrones sueltos, esta sustancia se encuentra en un estado de sobrecarga más allá del gas, que se crea cuando la materia se calienta a temperaturas extremas o se llena con una fuerte corriente eléctrica.

Aunque rara vez interactuamos con el plasma, lo vemos todo el tiempo. Todas las estrellas del cielo nocturno, incluido el Sol, están compuestas principalmente de plasma. Incluso aparece ocasionalmente en la Tierra en forma de relámpagos y en letreros de neón.

En comparación con el gas, donde las partículas individuales se desplazan caóticamente, el plasma puede actuar colectivamente, como un equipo. Conduce electricidad y es influenciado por campos electromagnéticos, que funcionan bajo la misma fuerza que mantiene los imanes pegados a tu refrigerador. Estos campos pueden controlar el movimiento de las partículas cargadas en el plasma y crear ondas que aceleran las partículas a velocidades inmensas.

El espacio rebosa de campos magnéticos invisibles que dan forma a los caminos del plasma. Alrededor de la Tierra, el mismo campo magnético que hace que las brújulas apunten al norte dirige el plasma a través del espacio alrededor de nuestro planeta. En el Sol, los campos magnéticos producen erupciones solares y lanzan llamaradas directas de plasma, conocidas como viento solar, que viajan a través del sistema solar. Cuando el viento solar llega a la Tierra, puede impulsar procesos energéticos, como las auroras y condiciones meteorológicas espaciales, que si llegan a ser lo suficientemente fuertes, pueden dañar los satélites y las telecomunicaciones.

2. Temperaturas extremas

Desde Siberia hasta el Sahara, la Tierra experimenta una amplia gama de temperaturas. Existen registros que van desde máximas de 57 °C hasta mínimas de -89 °C (134 °F a -129 °F). Pero lo que consideramos extremo en la Tierra es promedio en el espacio. En los planetas sin una atmósfera aislante, las temperaturas fluctúan de manera más extrema entre el día y la noche. Mercurio ve regularmente días de alrededor de 449 °C (840 °F) y noches gélidas con mínimas de hasta -171 °C (-275 °F). Y en el espacio mismo, algunas naves espaciales experimentan diferencias de temperatura de 33 °C (60 °F) justo entre sus lados iluminados por el Sol y sus lados con sombra. ¡Eso sería como tener un vaso de agua congelándose a la sombra durante un caluroso día de verano! La sonda solar Parker de la NASA, en su aproximación más cercana al Sol, experimentó diferencias de más de 2.000 grados.

Los satélites e instrumentos que la NASA envía al espacio están cuidadosamente diseñados para resistir estos extremos. El Observatorio de Dinámica Solar de la NASA pasa la mayor parte de su tiempo bajo la luz solar directa, pero algunas veces al año, su órbita pasa dentro de la sombra de la Tierra. Durante esta conjunción cósmica, también conocida como eclipse, la temperatura de los paneles solares que miran hacia el Sol cae 158 °C (317 °F). Sin embargo, los calentadores a bordo se encienden para mantener seguros los componentes electrónicos y los instrumentos permitiendo solo una caída de medio grado.

De manera similar, los trajes de los astronautas están diseñados para soportar temperaturas desde -157 °C hasta 121 °C (-250 °F a 250 °F). Los trajes son blancos para reflejar la luz mientras están bajo el Sol, y se colocan calentadores en todo su interior para mantener a los astronautas calientes en la oscuridad. También están diseñados para proporcionar presión y oxígeno constantes y resistir el daño de los micrometeoritos y la radiación ultravioleta del Sol.

3. Alquimia cósmica

En este momento, el Sol está comprimiendo hidrógeno y convirtiéndolo en helio en su núcleo. Este proceso de unir átomos bajo una inmensa presión y temperatura, forjando nuevos elementos, se llama fusión.

Cuando nació el universo, contenía principalmente hidrógeno y helio, además de una pizca de un par de otros elementos livianos. Desde entonces, la fusión en estrellas y supernovas ha proporcionado al cosmos más de 80 elementos más, algunos de los cuales hacen posible la vida.

El Sol y otras estrellas son excelentes máquinas de fusión. Cada segundo, el Sol fusiona alrededor de 600 millones de toneladas métricas de hidrógeno. ¡Eso es 102 veces la masa de la Gran Pirámide de Giza!

Junto con la creación de nuevos elementos, la fusión libera enormes cantidades de energía y partículas de luz llamadas fotones. Estos fotones tardan unos 250.000 años en recorrer los casi 700.000 kilómetros (434.000 millas) para llegar a la superficie visible del Sol desde el núcleo solar. Después de eso, la luz solo tarda ocho minutos en recorrer los 150 millones de kilómetros (93 millones de millas) hasta la Tierra.

La fisión, la reacción nuclear opuesta que divide los elementos pesados en elementos más pequeños, se demostró por primera vez en laboratorios en la década de 1930 y se utiliza hoy en día en las plantas de energía nuclear. La energía liberada en la fisión puede crear una explosión cataclísmica. Pero para una determinada cantidad de masa, esta energía sigue siendo varias veces menor que la energía creada a partir de la fusión. Sin embargo, los científicos aún no han descubierto cómo controlar el plasma para producir energía a partir de reacciones de fusión.

4. Explosiones magnéticas

Todos los días, el espacio alrededor de la Tierra retumba con explosiones gigantes. Cuando el viento solar, la corriente de partículas cargadas del Sol, empuja contra el entorno magnético que rodea y protege la Tierra —la magnetosfera—, enreda los campos magnéticos del Sol y de la Tierra. Finalmente, las líneas del campo magnético se rompen y se realinean, disparando las partículas cargadas cercanas. Este evento explosivo se conoce como reconexión magnética.

Si bien no podemos ver la reconexión magnética a simple vista, podemos ver sus efectos. Ocasionalmente, algunas de las partículas perturbadas se vierten en la atmósfera superior de la Tierra, donde provocan las auroras.

La reconexión magnética ocurre en todo el universo dondequiera que haya campos magnéticos retorciéndose. Misiones de la NASA, como la misión Multiescala magnetosférica, miden los eventos de reconexión alrededor de la Tierra, lo que ayuda a los científicos a comprender la reconexión allí donde es más difícil de estudiar, como en las erupciones del Sol, en las regiones que rodean a los agujeros negros y alrededor de otras estrellas.

5. Choques supersónicos

En la Tierra, una forma fácil de transferir energía es empujar algo. Esto sucede a menudo a través de colisiones, como cuando el viento hace que los árboles se balanceen. Pero en el espacio exterior, las partículas pueden transferir energía sin siquiera tocarse. Esta extraña transferencia tiene lugar en estructuras invisibles conocidas como choques.

En estos choques, la energía se transfiere a través de ondas de plasma y campos eléctricos y magnéticos. Imagina las partículas como si fueran una bandada de pájaros que vuelan juntos. Si el viento de cola levanta y empuja a las aves, ellas vuelan más rápido aunque no parezca que nada las impulsa hacia adelante. Las partículas se comportan de la misma manera cuando de repente se encuentran con un campo magnético. El campo magnético esencialmente puede darles un impulso hacia delante.

Las ondas de choque se pueden formar cuando los objetos se mueven a velocidades supersónicas, es decir, más rápido que la velocidad del sonido. Si un flujo supersónico se encuentra con un objeto estacionario, forma lo que se conoce como un arco de choque, no muy diferente de la ola que se crea en la proa de un barco anclado en una corriente rápida. Un arco de choque similar se crea por el viento solar cuando este se adentra en el campo magnético de la Tierra.

Los arcos de choques aparecen en otras partes del espacio, como alrededor de las supernovas activas que expulsan nubes de plasma. En casos raros, los arcos de choque se pueden crear temporalmente en la Tierra. Esto sucede cuando las balas y los aviones viajan más rápido que la velocidad del sonido.

Todos estos cinco fenómenos extraños son comunes en el espacio. Aunque algunos pueden reproducirse en situaciones especiales de laboratorio, en su mayoría no se pueden encontrar en circunstancias normales aquí en la Tierra. La NASA estudia estas rarezas en el espacio para que los científicos puedan analizar sus propiedades, proporcionando información sobre la compleja física que sustenta el funcionamiento de nuestro universo.

Por Mara Johnson-Groh
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Marylandde

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