Por qué algunas personas llaman al borde del sistema solar «el muro de fuego»

La heliopausa, la región donde cesa la influencia del viento solar y comienza el espacio interestelar, ha sido denominada “Muro de Fuego” que rodea el Sistema Solar. El nombre es hiperbólico y técnicamente inexacto, pero apunta a un descubrimiento notable que fue uno de los mayores logros de las misiones Voyager.

Las naves espaciales Voyager han pasado por tantas cosas que es sorprendente que una de ellas todavía esté operativa y que queden esperanzas de restaurar la otra. Sin embargo, un “Muro de Fuego” suena como una prueba más dura que todo lo que han sobrevivido en conjunto, más una prueba retórica de dedicación que algo que una sonda espacial debería tener que atravesar.

Sin embargo, esa es la frase que algunas personas han usado para describir la heliopausa, y a primera vista tienen un caso. Después de todo, las valientes sondas midieron temperaturas de 30.000 a 50.000 kelvin (54.000 a 90.000 grados Fahrenheit) en su paso por la heliopausa, lo que en comparación hace que los incendios terrestres se enfríen.

Por supuesto, no existe un fuego literal en el sentido de que el combustible se queme al reaccionar con el oxígeno. Al igual que el Sol, la heliopausa está compuesta de plasma caliente. Aun así, pasar por la heliopausa no fue nada parecido a encontrarse con el Sol; ni siquiera la corona solar.

La razón por la que las dos naves no se vaporizaron, y mucho menos funcionaron mal, es que la densidad del material fuera de los límites del viento solar es insondablemente baja.

Para entender cómo algo tan lejos del Sol puede ser tan caliente, y también por qué eso no ha afectado a la primera nave que entró en él, es importante entender un poco sobre la física del calor.

La temperatura es una medida de la velocidad con la que vibran los átomos y las moléculas. Se necesita energía para crear vibraciones más rápidas. Una vez que la velocidad de las vibraciones ha aumentado, independientemente de la fuente de esa energía, es más probable que choquen con cualquier cosa cercana y transfieran parte de esa energía a lo que golpean. En consecuencia, si metes la mano en un gas caliente, las moléculas que se mueven rápidamente chocarán con él, de modo que muy pronto tu mano también estará muy caliente. (¿Necesitamos decir: “No intentes esto en casa”?)

Cuantas menos moléculas haya, menos energía se necesita para que se muevan muy rápido, pero también habrá menos posibilidades de que un objeto sólido intruso las choque. Sin tales reuniones, la energía no se puede transferir y el recién llegado se mantendrá fresco.

Esa es la situación en la que se encuentran las sondas Voyager, como será el caso de las futuras naves espaciales que abandonen el Sistema Solar. La heliopausa puede ser más densa que el espacio a ambos lados, lo que justifica parcialmente la descripción como una “pared”, pero sigue siendo más una aspiradora que las entrañas de lo que usas para limpiar tu casa. Incluso si las pocas moléculas presentes se mueven fenomenalmente rápido –y por lo tanto a una temperatura muy alta– no podrán calentar algo tan sustancial como las Voyager, que pesan 722 kilogramos (1.600 libras) cada una.

Esto todavía deja la pregunta de cómo esos escasos átomos y moléculas se calentaron tanto en primer lugar.

Se esperaba que la heliopausa fuera caliente, pero las estimaciones anteriores eran aproximadamente la mitad de las que midieron las Voyager, lo que demuestra nuevamente el gran valor de la pareja.

El viento solar dentro de la heliosfera es caliente y ha tenido pocas oportunidades de desprenderse de su energía, pero el medio interestelar fuera de la heliopausa es frío, por lo que podríamos esperar que el límite se encuentre en algún punto intermedio. En cambio, la heliopausa es mucho más caliente que cualquiera de las dos.

Las temperaturas que midieron las Voyager se han atribuido a la compresión del plasma cuando el viento solar encuentra el medio interestelar o a la reconexión magnética. La reconexión ocurre en plasmas conductores de electricidad cuando la reordenación de la estructura del campo hace que la energía magnética se convierta en ondas de rápido movimiento, energía térmica y aceleración de partículas.

Se ha presenciado la reconexión magnética donde los campos magnéticos alrededor de la Tierra y otros planetas encuentran el viento solar. A pesar de su nombre, puede referirse a campos magnéticos conectados que se desconectan, así como a campos desconectados que se reúnen.