Publicado: 
29 de septiembre de 2009

Los rayos cósmicos golpean fuerte a la Era Espacial

 


Naves espaciales de la NASA están midiendo flujos de rayos cósmicos que alcanzan sus niveles más altos en el último siglo como resultado de un profundo mínimo solar. Esto podría tener consecuencias relacionadas con la cantidad de escudos que necesitan llevar los astronautas para realizar misiones en el espacio profundo.

NASA

 

Septiembre 29, 2009: ¿Planeando un viaje a Marte? Lleve suficientes escudos. De acuerdo con los sensores de la nave espacial ACE (sigla en idioma inglés de: Advanced Composition Explorer ó Explorador de Composición Avanzado), los rayos cósmicos galácticos han golpeado fuerte a la Era Espacial.

"En 2009, la intensidad de los rayos cósmicos se ha incrementado un 19%; más que cualquier valor visto en los últimos 50 años", dice Richard Mewaldt, de Caltech. "El incremento es importante y podría significar que necesitamos pensar otra vez en cuántos escudos contra la radiación llevan los astronautas que realizan misiones al espacio profundo".

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Arriba: Núcleos energéticos de hierro, contados por el Espectrómetro de Isótopos de Rayos Cósmicos, ubicado a bordo de la nave espacial ACE, de la NASA, revelan que los niveles de rayos cósmicos han aumentado un 19%, respecto del máximo previo registrado durante la Era Espacial. [Imagen ampliada]

La causa de este incremento es el mínimo solar, un profundo período de calma en la actividad del Sol que comenzó alrededor del año 2007 y que continúa hasta la actualidad. Hace mucho tiempo que los investigadores saben que los rayos cósmicos se incrementan cuando la actividad solar disminuye. Precisamente ahora la actividad solar es la más débil registrada en tiempos modernos, lo cual prepara el escenario para lo que Mewaldt llama "una tormenta perfecta de rayos cósmicos".

 

 

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"Estamos experimentando el mínimo solar más profundo en casi un siglo", dice Dean Pesnell, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés), "así que no provoca sorpresa alguna que los rayos cósmicos estén en niveles récord para la Era Espacial".

Los rayos cósmicos galácticos provienen del exterior del sistema solar. Son partículas subatómicas —principalmente protones, pero también hay algunos núcleos pesados— aceleradas a aproximadamente la velocidad de la luz por explosiones distantes de supernovas. Los rayos cósmicos causan "cascadas" de partículas secundarias cuando chocan contra la atmósfera de la Tierra; ponen en riesgo la salud de los astronautas, y un simple rayo cósmico puede inhabilitar un satélite si choca contra un desafortunado circuito integrado.

El campo magnético solar es nuestra primera línea de defensa contra estas partículas altamente cargadas y energéticas. El sistema solar completo, desde Mercurio hasta Plutón y más allá, está rodeado por una burbuja de magnetismo llamada "heliósfera". Ésta nace de la dínamo magnética interna del Sol y se infla en proporciones gigantes por medio del viento solar. Cuando un rayo cósmico trata de ingresar al sistema solar, primero debe luchar para pasar por las capas externas de la heliósfera y, si logra atravesarla, hay una jungla de campos magnéticos esperando para dispersar y desviar al intruso.

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Derecha: Concepto artístico de la heliósfera, una burbuja magnética que protege parcialmente al sistema solar de los rayos cósmicos. [Imagen ampliada]

"En tiempos de baja actividad solar, este escudo natural se debilita y una mayor cantidad de rayos cósmicos puede llegar hasta las regiones internas del sistema solar", explica Pesnell.

Mewaldt hace una lista de tres aspectos del presente mínimo solar que se están combinando para crear la tormenta perfecta:

1. El campo magnético solar es débil. "Ha habido un abrupto declive en el campo magnético solar interplanetario; ha llegado a 4 nT (nanotesla), respecto de su valor típico, que es de 6 a 8 nT", dice. "Este récord de bajo campo magnético interplanetario sin duda contribuye con el récord de alto flujo de rayos cósmicos". [Datos]

2. El viento solar esta flaqueando. "Las mediciones realizadas por la nave espacial Ulysses (Ulises) muestran que la presión del viento solar se encuentra en su punto mínimo en los últimos 50 años", continúa, "de tal manera que la burbuja magnética que protege al sistema solar no está siendo tan inflada como es usual". Una burbuja más pequeña proporciona a los rayos cósmicos un camino más fácil hacia el sistema solar. Una vez que un rayo cósmico entra al sistema solar debe "nadar corriente arriba", en contra del viento solar. La rapidez del viento solar a disminuido a niveles muy bajos en 2008 y 2009, haciendo más fácil que de costumbre que los rayos cósmicos puedan actuar. [Datos]

3. La lámina de corriente se está aplanando. Imagine que el Sol se viste con una pollera de bailarina tan ancha como el sistema solar completo, con una corriente eléctrica que fluye a lo largo de sus pliegues ondulados. Esto es real y se llama "lámina de corriente heliosférica", una inmensa zona de transición donde la polaridad del campo magnético del Sol cambia de más a menos. La lámina de corriente es importante porque los rayos cósmicos son guiados por sus pliegues. Últimamente, la lámina de corriente se ha estado aplanando, permitiendo así a los rayos cósmicos un acceso más directo a las regiones internas del sistema solar.

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Derecha: La lámina de corriente heliosférica tiene la forma de una pollera de bailarina. Crédito de la imagen: J. R. Jokipii y B. Thomas, Astrophysical Journal 243, 1115, 1981.

"Si el aplanamiento continúa, podríamos ver un aumento de los flujos de rayos cósmicos de hasta un 30% por arriba de los máximos registrados previamente en la Era Espacial", predice Mewaldt. [Datos]

La Tierra no corre un gran peligro. La atmósfera y el campo magnético de nuestro planeta proporcionan cierta defensa contra los rayos cósmicos extra. De hecho, hemos tenido experiencias peores en el pasado. Hace cientos de años, los flujos de rayos cósmicos fueron por lo menos de un 200% a un 300% más altos que cualquier medida que se haya tomado durante la Era Espacial. Los investigadores saben esto porque cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera producen un isótopo de berilio, 10Be, el cual está presente en el hielo polar. Examinando los núcleos de hielo es posible estimar el flujo de rayos cósmicos de hace más de mil años. Incluso con el reciente aumento, hoy los rayos cósmicos son mucho más débiles de lo que lo han sido en ciertas ocasiones durante el pasado milenio. [Datos]

"Hasta ahora, la Era Espacial ha experimentado un período de actividad de rayos cósmicos relativamente baja", dice Mewaldt. "Podríamos estar regresando ahora a los niveles típicos de los últimos siglos".

Naves espaciales de la NASA continuarán monitorizando la situación, conforme se desarrolla el mínimo solar. Manténgase atento a las actualizaciones.

 

Créditos y Contactos

Autor: Dr. Tony Phillips 
Funcionario Responsable de NASA: John M. Horack
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips 
Curador: Bryan Walls

Relaciones con los Medios: Steve Roy
Traducción al Español: Ramiro Franco
Editor en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Ramiro Franco
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.


 


Más información (en inglés y español)

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