Heliosfera

La heliosfera es la magnetosfera , la astrosfera y la capa atmosférica más externa del Sol . Tiene la forma de una vasta región del espacio con forma de burbuja con cola . En términos de física del plasma, es la cavidad formada por el Sol en el medio interestelar circundante . La "burbuja" de la heliosfera se "infla" continuamente por el plasma que se origina en el Sol, conocido como viento solar . Fuera de la heliosfera, este plasma solar da paso al plasma interestelar que permea la Vía Láctea . Como parte del campo magnético interplanetario , la heliosfera protege al Sistema Solar de cantidades significativas de radiación ionizante cósmica ; sin embargo, los rayos gamma no cargados no se ven afectados. ^[1] Es probable que su nombre haya sido acuñado por Alexander J. Dessler , a quien se le atribuye el primer uso de la palabra en la literatura científica en 1967. ^[2] El estudio científico de la heliosfera es la heliofísica , que incluye el clima espacial y el tiempo espacial .

El viento solar, que fluye sin obstáculos a través del Sistema Solar durante miles de millones de kilómetros, se extiende mucho más allá de la región de Plutón hasta que encuentra el " choque de terminación ", donde su movimiento se ralentiza abruptamente debido a la presión exterior del medio interestelar. La " heliopausa " es una amplia región de transición entre el choque de terminación y el borde más externo de la heliosfera, la " heliopausa ". La forma general de la heliosfera se asemeja a la de un cometa , siendo aproximadamente esférica en un lado hasta alrededor de 100 unidades astronómicas (UA), y en el otro lado tiene forma de cola, conocida como "heliocola", que se extiende a lo largo de varios miles de UA.

Dos naves espaciales del programa Voyager exploraron los confines de la heliosfera, pasando por la zona de choque de terminación y la heliopausa. La Voyager 1 se topó con la heliopausa el 25 de agosto de 2012, cuando la nave espacial midió un aumento repentino de cuarenta veces en la densidad del plasma . ^[3] La Voyager 2 atravesó la heliopausa el 5 de noviembre de 2018. ^[4] Debido a que la heliopausa marca el límite entre la materia que se origina en el Sol y la materia que se origina en el resto de la galaxia, las naves espaciales que salen de la heliosfera (como las dos Voyager) están en el espacio interestelar .

Se cree que la heliosfera cambia significativamente a lo largo de millones de años debido a efectos extrasolares como supernovas más cercanas o el medio interestelar que la atraviesa con diferentes densidades. La evidencia sugiere que hasta hace tres millones de años la Tierra estuvo expuesta al medio interestelar debido a que este encogió la heliosfera hacia el Sistema Solar Interior , lo que posiblemente haya afectado al clima pasado de la Tierra y a la evolución humana. ^[5]

A pesar de su nombre, la forma de la heliosfera no es una esfera perfecta. ^[6] Su forma está determinada por tres factores: el medio interestelar (ISM), el viento solar y el movimiento general del Sol y la heliosfera a medida que pasa a través del ISM. Debido a que tanto el viento solar como el ISM son fluidos, la forma y el tamaño de la heliosfera también son fluidos. Sin embargo, los cambios en el viento solar alteran más fuertemente la posición fluctuante de los límites en escalas de tiempo cortas (horas a unos pocos años). La presión del viento solar varía mucho más rápidamente que la presión exterior del ISM en cualquier ubicación dada. En particular, se cree que el efecto del ciclo solar de 11 años , que ve un máximo y un mínimo distintos de actividad del viento solar, es significativo.

En una escala más amplia, el movimiento de la heliosfera a través del medio fluido del medio interestelar da como resultado una forma general similar a la de un cometa. El plasma del viento solar que se mueve aproximadamente "en dirección ascendente" (en la misma dirección que el movimiento del Sol a través de la galaxia) se comprime hasta adoptar una forma casi esférica, mientras que el plasma que se mueve "en dirección descendente" (en dirección opuesta al movimiento del Sol) fluye hacia afuera a lo largo de una distancia mucho mayor antes de dar paso al medio interestelar, lo que define la forma alargada y en espiral de la heliocola.

Los datos limitados disponibles y la naturaleza inexplorada de estas estructuras han dado lugar a muchas teorías sobre su forma. ^[7] En 2020, Merav Opher dirigió el equipo de investigadores que determinó que la forma de la heliosfera es una medialuna ^[8] que puede describirse como un croissant desinflado. ^{[9] [10]}

El viento solar está formado por partículas ( átomos ionizados de la corona solar ) y campos como el campo magnético que se producen a partir del Sol y se expulsan hacia el espacio. Debido a que el Sol rota una vez aproximadamente cada 25 días, el campo magnético heliosférico ^[11] transportado por el viento solar se envuelve en una espiral. El viento solar afecta a muchos otros sistemas del Sistema Solar; por ejemplo, las variaciones en el propio campo magnético del Sol son transportadas hacia el exterior por el viento solar, produciendo tormentas geomagnéticas en la magnetosfera de la Tierra .

La capa de corriente heliosférica es una ondulación en la heliosfera creada por el campo magnético giratorio del Sol. Marca el límite entre las regiones del campo magnético heliosférico de polaridad opuesta. La capa de corriente heliosférica, que se extiende por toda la heliosfera, podría considerarse la estructura más grande del Sistema Solar y se dice que se parece a una "falda de bailarina". ^[12]

La estructura exterior de la heliosfera está determinada por las interacciones entre el viento solar y los vientos del espacio interestelar. El viento solar se aleja del Sol en todas direcciones a velocidades de varios cientos de km/s en las proximidades de la Tierra. A cierta distancia del Sol, mucho más allá de la órbita de Neptuno , este viento supersónico pierde velocidad al encontrarse con los gases del medio interestelar . Esto tiene lugar en varias etapas:

• El viento solar viaja a velocidades supersónicas dentro del Sistema Solar. En el choque de terminación, una onda de choque estacionaria , el viento solar cae por debajo de la velocidad del sonido y se vuelve subsónico .
• Anteriormente se pensaba que, una vez que el viento solar fuera subsónico, se moldearía por el flujo ambiental del medio interestelar, formando una nariz roma en un lado y una heliocola similar a la de un cometa detrás, una región llamada heliopausa. Sin embargo, las observaciones realizadas en 2009 demostraron que este modelo es incorrecto. ^{[13] [14]} A partir de 2011, se piensa que está lleno de una burbuja magnética "espuma". ^[15]
• La superficie exterior de la heliopausa, donde la heliosfera se encuentra con el medio interestelar, se denomina heliopausa. Este es el borde de toda la heliosfera. Las observaciones realizadas en 2009 dieron lugar a cambios en este modelo. ^{[13] [14]}
• En teoría, la heliopausa causa turbulencia en el medio interestelar a medida que el Sol orbita alrededor del centro galáctico . Fuera de la heliopausa, habría una región turbulenta causada por la presión de la heliopausa que avanza contra el medio interestelar . Sin embargo, la velocidad del viento solar en relación con el medio interestelar es probablemente demasiado baja para una onda de choque. ^[16]

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El choque de terminación es el punto en la heliosfera donde el viento solar se desacelera a velocidad subsónica (relativa al Sol) debido a las interacciones con el medio interestelar local . Esto provoca compresión , calentamiento y un cambio en el campo magnético . En el Sistema Solar , se cree que el choque de terminación está a 75 a 90 unidades astronómicas ^[17] del Sol. En 2004, la Voyager 1 cruzó el choque de terminación del Sol , seguida por la Voyager 2 en 2007. ^{[3] [6] [18] [19] [20] [21] [22] [23]}

El choque se produce porque las partículas del viento solar son emitidas desde el Sol a unos 400 km/s, mientras que la velocidad del sonido (en el medio interestelar) es de unos 100 km/s. La velocidad exacta depende de la densidad, que fluctúa considerablemente. El medio interestelar, aunque muy bajo en densidad, tiene no obstante una presión relativamente constante asociada a él; la presión del viento solar disminuye con el cuadrado de la distancia al Sol. A medida que uno se aleja lo suficiente del Sol, la presión del viento solar cae hasta el punto en que ya no puede mantener un flujo supersónico contra la presión del medio interestelar, momento en el que el viento solar se ralentiza por debajo de su velocidad del sonido, lo que provoca una onda de choque . Más lejos del Sol, el choque de terminación es seguido por la heliopausa, donde las dos presiones se igualan y las partículas del viento solar son detenidas por el medio interestelar.

En los sistemas terrestres se pueden observar otros choques de terminación; quizás el más fácil de ver sea simplemente abriendo un grifo de agua en un lavabo , lo que crea un salto hidráulico . Al chocar contra el suelo del lavabo, el agua que fluye se esparce a una velocidad superior a la velocidad de las olas locales , formando un disco de flujo poco profundo y rápidamente divergente (análogo al tenue viento solar supersónico). Alrededor de la periferia del disco, se forma un frente de choque o pared de agua; fuera del frente de choque, el agua se mueve más lento que la velocidad de las olas locales (análogo al medio interestelar subsónico).

Las pruebas presentadas en una reunión de la Unión Geofísica Americana en mayo de 2005 por Ed Stone sugieren que la sonda espacial Voyager 1 pasó la zona de choque de terminación en diciembre de 2004, cuando se encontraba a unas 94 UA del Sol, en virtud del cambio en las lecturas magnéticas tomadas desde la nave. En cambio, la Voyager 2 comenzó a detectar partículas que regresaban cuando se encontraba a sólo 76 UA del Sol, en mayo de 2006. Esto implica que la heliosfera puede tener una forma irregular, abultándose hacia afuera en el hemisferio norte del Sol y empujada hacia adentro en el sur. ^[24]

La heliovaina es la región de la heliosfera que se encuentra más allá del choque de terminación. Aquí el viento se ralentiza, se comprime y se vuelve turbulento por su interacción con el medio interestelar. En su punto más cercano, el borde interior de la heliovaina se encuentra aproximadamente a 80 a 100 UA del Sol. Un modelo propuesto plantea la hipótesis de que la heliovaina tiene la forma de la coma de un cometa y recorre varias veces esa distancia en la dirección opuesta a la trayectoria del Sol a través del espacio. En su lado de barlovento , se estima que su espesor es de entre 10 y 100 UA. ^[26] Los científicos del proyecto Voyager han determinado que la heliovaina no es "lisa", sino más bien una "zona espumosa" llena de burbujas magnéticas, cada una de aproximadamente 1 UA de ancho. ^[15] Estas burbujas magnéticas se crean por el impacto del viento solar y el medio interestelar. ^{[27] [28]} La Voyager 1 y la Voyager 2 comenzaron a detectar evidencia de las burbujas en 2007 y 2008, respectivamente. Las burbujas, probablemente con forma de salchicha, se forman por la reconexión magnética entre sectores opuestos del campo magnético solar a medida que el viento solar se desacelera. Probablemente representan estructuras autónomas que se han desprendido del campo magnético interplanetario .

A una distancia de aproximadamente 113 UA, la Voyager 1 detectó una «región de estancamiento» dentro de la heliopausa. ^[29] En esta región, el viento solar se redujo a cero, ^{[30] [31] [32] [33]} la intensidad del campo magnético se duplicó y los electrones de alta energía de la galaxia aumentaron 100 veces. A aproximadamente 122 UA, la nave espacial entró en una nueva región que los científicos del proyecto Voyager llamaron la «autopista magnética», un área aún bajo la influencia del Sol pero con algunas diferencias dramáticas. ^[34]

La heliopausa es el límite teórico en el que el viento solar del Sol es detenido por el medio interestelar ; donde la fuerza del viento solar ya no es lo suficientemente grande como para hacer retroceder los vientos estelares de las estrellas circundantes. Este es el límite donde las presiones del medio interestelar y del viento solar se equilibran. El cruce de la heliopausa debería estar señalado por una caída brusca de la temperatura de las partículas cargadas por el viento solar, ^[31] un cambio en la dirección del campo magnético y un aumento en el número de rayos cósmicos galácticos . ^[35]

En mayo de 2012, la Voyager 1 detectó un rápido aumento de dichos rayos cósmicos (un aumento del 9% en un mes, tras un aumento más gradual del 25% desde enero de 2009 hasta enero de 2012), lo que sugiere que se estaba acercando a la heliopausa. ^[35] Entre finales de agosto y principios de septiembre de 2012, la Voyager 1 fue testigo de una fuerte caída de protones del Sol, de 25 partículas por segundo a finales de agosto, a unas 2 partículas por segundo a principios de octubre. ^[36] En septiembre de 2013, la NASA anunció que la Voyager 1 había cruzado la heliopausa el 25 de agosto de 2012. ^[37] Esto fue a una distancia de 121 UA (1,81 × 10 ¹⁰  km) del Sol. ^[38] Contrariamente a las predicciones, los datos de la Voyager 1 indican que el campo magnético de la galaxia está alineado con el campo magnético solar. ^[39]

El 5 de noviembre de 2018, la misión Voyager 2 detectó una disminución repentina del flujo de iones de baja energía. Al mismo tiempo, el nivel de rayos cósmicos aumentó. Esto demostró que la nave espacial cruzó la heliopausa a una distancia de 119 UA (1,78 × 10 ¹⁰  km) del Sol. A diferencia de la Voyager 1 , la nave espacial Voyager 2 no detectó tubos de flujo interestelar mientras cruzaba la heliopausa. ^[40]

La NASA también recopiló datos de la heliopausa de forma remota durante la misión suborbital SHIELDS en 2021. ^[41]

La heliocola es la cola de la heliosfera, de varios miles de unidades astronómicas de longitud, ^[5] y, por lo tanto, la cola del Sistema Solar. Puede compararse con la cola de un cometa (sin embargo, la cola de un cometa no se extiende detrás de él mientras se mueve; siempre está apuntando en dirección opuesta al Sol). La cola es una región donde el viento solar del Sol se ralentiza y finalmente escapa de la heliosfera, evaporándose lentamente debido al intercambio de carga. ^[42] La forma de la heliocola (recientemente descubierta por el Interstellar Boundary Explorer – IBEX) de la NASA, es la de un trébol de cuatro hojas. ^[43] Las partículas en la cola no brillan, por lo tanto, no se pueden ver con instrumentos ópticos convencionales. IBEX hizo las primeras observaciones de la heliocola midiendo la energía de los " átomos neutros energéticos ", partículas neutrales creadas por colisiones en la zona límite del Sistema Solar. ^[43]

Se ha demostrado que la cola contiene partículas rápidas y lentas; las partículas lentas están a los lados y las rápidas están en el centro. La forma de la cola se puede relacionar con el hecho de que el Sol envía vientos solares rápidos cerca de sus polos y vientos solares lentos cerca de su ecuador más recientemente. La cola en forma de trébol se aleja del Sol, lo que hace que las partículas cargadas comiencen a transformarse en una nueva orientación.

Los datos de Cassini e IBEX desafiaron la teoría de la "heliocola" en 2009. ^{[13] [14]} En julio de 2013, los resultados de IBEX revelaron una cola de 4 lóbulos en la heliosfera del Sistema Solar. ^[44]

La heliopausa es el límite final conocido entre la heliosfera y el espacio interestelar que está lleno de material, especialmente plasma, no de la propia estrella de la Tierra, el Sol, sino de otras estrellas. ^[46] Aun así, justo fuera de la heliosfera (es decir, la "burbuja solar") hay una región de transición, como lo detectó la Voyager 1. [ ^47] Así como se detectó cierta presión interestelar ya en 2004, parte del material del Sol se filtra en el medio interestelar. ^[47] Se cree que la heliosfera reside en la Nube Interestelar Local dentro de la Burbuja Local , que es una región en el Brazo de Orión de la Vía Láctea .

Fuera de la heliosfera, hay un aumento de cuarenta veces en la densidad del plasma. ^[47] También hay una reducción radical en la detección de ciertos tipos de partículas del Sol y un gran aumento en los rayos cósmicos galácticos. ^[48]

El flujo del medio interestelar (ISM) hacia la heliosfera ha sido medido por al menos 11 naves espaciales diferentes hasta 2013. ^[49] En 2013, se sospechaba que la dirección del flujo había cambiado con el tiempo. ^[49] El flujo, que viene desde la perspectiva de la Tierra desde la constelación de Escorpio, probablemente ha cambiado de dirección varios grados desde la década de 1970. ^[49]

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Se prevé que sea una región de hidrógeno caliente, una estructura llamada "pared de hidrógeno" podría estar entre la onda de choque y la heliopausa. ^[50] La pared está compuesta de material interestelar que interactúa con el borde de la heliosfera. Un artículo publicado en 2013 estudió el concepto de onda de choque y pared de hidrógeno. ^[51]

Otra hipótesis sugiere que la heliopausa podría ser más pequeña en el lado del Sistema Solar que mira hacia el movimiento orbital del Sol a través de la galaxia. También puede variar dependiendo de la velocidad actual del viento solar y la densidad local del medio interestelar. Se sabe que se encuentra muy fuera de la órbita de Neptuno . La misión de las naves espaciales Voyager 1 y 2 es encontrar y estudiar el choque de terminación, la heliopausa y la heliopausa. Mientras tanto, la misión IBEX está intentando obtener imágenes de la heliopausa desde la órbita terrestre dentro de los dos años posteriores a su lanzamiento en 2008. Los resultados iniciales (octubre de 2009) de IBEX sugieren que las suposiciones anteriores no son lo suficientemente conscientes de las verdaderas complejidades de la heliopausa. ^[52]

En agosto de 2018, los estudios a largo plazo sobre la pared de hidrógeno realizados por la nave espacial New Horizons confirmaron los resultados detectados por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager . ^{[53] [54]} Aunque el hidrógeno se detecta mediante luz ultravioleta adicional (que puede provenir de otra fuente), la detección de New Horizons corrobora las detecciones anteriores de la Voyager a un nivel de sensibilidad mucho mayor. ^[55]

Durante mucho tiempo se planteó la hipótesis de que el Sol produce una "onda de choque" en sus viajes dentro del medio interestelar. Esto ocurriría si el medio interestelar se estuviera moviendo supersónicamente "hacia" el Sol, ya que su viento solar se "aleja" del Sol supersónicamente. Cuando el viento interestelar golpea la heliosfera, se ralentiza y crea una región de turbulencia. Se pensaba que un arco de choque podría ocurrir aproximadamente a 230 UA, ^[17] pero en 2012 se determinó que probablemente no existe. ^[16] Esta conclusión fue el resultado de nuevas mediciones: la velocidad del LISM (medio interestelar local) en relación con la del Sol fue medida previamente en 26,3 km/s por Ulysses , mientras que IBEX la midió en 23,2 km/s. ^[56]

Este fenómeno ha sido observado fuera del Sistema Solar, alrededor de estrellas distintas del Sol, por el telescopio orbital GALEX de la NASA, ahora retirado. Se ha demostrado que la estrella gigante roja Mira, en la constelación de Cetus, tiene una cola de escombros de material expulsado de la estrella y un choque distintivo en la dirección de su movimiento a través del espacio (a más de 130 kilómetros por segundo).

La distancia exacta hasta la heliopausa y su forma aún son inciertas. Las naves espaciales interplanetarias/interestelares como Pioneer 10 , Pioneer 11 y New Horizons están viajando hacia el exterior a través del Sistema Solar y eventualmente pasarán por la heliopausa. Se perdió el contacto con Pioneer 10 y 11 .

Según los datos de la cámara de iones y neutros de Cassini ( MIMI/INCA), la heliosfera no parece tener forma de cometa, sino de burbuja. En lugar de estar dominada por las colisiones entre el viento solar y el medio interestelar, los mapas de la INCA ( ENA ) sugieren que la interacción está más controlada por la presión de las partículas y la densidad de energía del campo magnético. ^{[13] [58]}

Los datos iniciales del Interstellar Boundary Explorer (IBEX), lanzado en octubre de 2008, ^[59] revelaron una "cinta muy estrecha que no se había previsto anteriormente y que es dos o tres veces más brillante que cualquier otra cosa en el cielo". ^[14] Las interpretaciones iniciales sugieren que "el entorno interestelar tiene mucha más influencia en la estructuración de la heliosfera de lo que se creía anteriormente" ^[60] "Nadie sabe qué está creando la cinta de ENA (átomos neutros energéticos)..." ^[61]

"Los resultados de IBEX son verdaderamente notables. Lo que estamos viendo en estos mapas no coincide con ninguno de los modelos teóricos previos de esta región. Será emocionante para los científicos revisar estos mapas ( ENA ) y revisar la forma en que entendemos nuestra heliosfera y cómo interactúa con la galaxia". ^[62] En octubre de 2010, se detectaron cambios significativos en la cinta después de 6 meses, según el segundo conjunto de observaciones de IBEX. ^[63] Los datos de IBEX no respaldaron la existencia de una onda de choque en arco, ^[16] pero podría haber una "onda en arco" según un estudio. ^[51]

Algunos ejemplos de misiones que han recopilado o continúan recopilando datos relacionados con la heliosfera incluyen:

• Explorador de partículas magnetosféricas y anómalas solares
• Observatorio Solar y Heliosférico
• Observatorio de dinámica solar
• ESTÉREO
• Nave espacial Ulises
• Sonda solar Parker

Durante un eclipse total, la corona de alta temperatura se puede observar más fácilmente desde los observatorios solares de la Tierra. Durante el programa Apolo, el viento solar se midió en la Luna mediante el Experimento de composición del viento solar . Algunos ejemplos de observatorios solares basados ​​en la superficie de la Tierra incluyen el telescopio solar McMath-Pierce o el más nuevo telescopio solar GREGOR , y el renovado Observatorio solar Big Bear .

La heliosfera es la zona bajo la influencia del Sol; los dos componentes principales para determinar su borde son el campo magnético heliosférico y el viento solar proveniente del Sol. Tres secciones principales desde el comienzo de la heliosfera hasta su borde son la zona de choque de terminación, la heliopausa y la heliopausa. Cinco naves espaciales han enviado gran parte de los datos sobre sus confines más lejanos, incluidas la Pioneer 10 (1972-1997; datos hasta 67 UA), la Pioneer 11 (1973-1995; 44 UA), la Voyager 1 y la Voyager 2 (lanzadas en 1977, en curso) y la New Horizons (lanzada en 2006). También se ha observado que un tipo de partícula llamada átomo neutro energético (ENA) se ha producido a partir de sus bordes.

A excepción de las regiones cercanas a obstáculos como planetas o cometas , la heliosfera está dominada por material que emana del Sol, aunque los rayos cósmicos , los átomos neutros de rápido movimiento y el polvo cósmico pueden penetrar en la heliosfera desde el exterior. Originadas en la superficie extremadamente caliente de la corona , las partículas del viento solar alcanzan la velocidad de escape y fluyen hacia afuera a una velocidad de 300 a 800 km/s (671 mil a 1,79 millones de mph o 1 a 2,9 millones de km/h). ^[64] A medida que comienza a interactuar con el medio interestelar , su velocidad disminuye hasta detenerse. El punto donde el viento solar se vuelve más lento que la velocidad del sonido se llama choque de terminación; el viento solar continúa disminuyendo a medida que pasa a través de la heliovaina que conduce a un límite llamado heliopausa , donde las presiones del medio interestelar y del viento solar se equilibran. La zona de choque de terminación fue atravesada por la Voyager 1 en 2004, ^[34] y la Voyager 2 en 2007. ^[6]

Se pensaba que más allá de la heliopausa había una onda de choque en forma de arco , pero los datos del Interstellar Boundary Explorer sugirieron que la velocidad del Sol a través del medio interestelar es demasiado baja para que se forme. ^[16] Puede ser una "onda de arco" más suave. ^[51]

Los datos de la Voyager condujeron a una nueva teoría de que la heliopausa tiene "burbujas magnéticas" y una zona de estancamiento. ^{[29] [65]} Además, hubo informes de una "región de estancamiento" dentro de la heliopausa, que comienza alrededor de 113  ua (1,69 × 10 ¹⁰  km; 1,05 × 10 ¹⁰  mi), detectada por la Voyager 1 en 2010. ^[29] Allí, la velocidad del viento solar cae a cero, la intensidad del campo magnético se duplica y los electrones de alta energía de la galaxia aumentan 100 veces. ^[29]

En mayo de 2012, a 120 ua (1,8 × 10 ¹⁰  km; 1,1 × 10 ¹⁰  mi), la Voyager 1 detectó un aumento repentino de los rayos cósmicos, una aparente señal de aproximación a la heliopausa. ^[35] En el verano de 2013, la NASA anunció que la Voyager 1 había llegado al espacio interestelar el 25 de agosto de 2012. ^[37]

En diciembre de 2012, la NASA anunció que a finales de agosto de 2012, la Voyager 1, a aproximadamente 122 ua (1,83 × 10 ¹⁰  km; 1,13 × 10 ¹⁰  mi) del Sol, entró en una nueva región a la que llamaron la "autopista magnética", un área todavía bajo la influencia del Sol pero con algunas diferencias dramáticas. ^[34]

La Pioneer 10 fue lanzada en marzo de 1972 y en 10 horas pasó por la Luna; durante los siguientes 35 años aproximadamente, la misión sería la primera en salir, presentando muchos descubrimientos pioneros sobre la naturaleza de la heliosfera, así como el impacto de Júpiter en ella. ^[66] La Pioneer 10 fue la primera nave espacial en detectar iones de sodio y aluminio en el viento solar, así como helio en el Sistema Solar interior. ^[66] En noviembre de 1972, la Pioneer 10 se encontró con la enorme magnetosfera de Júpiter (en comparación con la de la Tierra) y entraría y saldría de ella y su heliosfera 17 veces, cartografiando su interacción con el viento solar. ^[66] La Pioneer 10 devolvió datos científicos hasta marzo de 1997, incluidos datos sobre el viento solar hasta aproximadamente 67 UA. ^[67] También fue contactada en 2003 cuando estaba a una distancia de 7,6 mil millones de millas de la Tierra (82 UA), pero no se devolvieron datos de instrumentos sobre el viento solar en ese momento. ^{[68] [69]}

La Voyager 1 superó la distancia radial del Sol de la Pioneer 10 en 69,4 UA el 17 de febrero de 1998, porque viajaba más rápido, ganando alrededor de 1,02 UA por año. ^[70] El 18 de julio de 2023, la Voyager 2 superó a la Pioneer 10 como el segundo objeto creado por el hombre más distante del Sol. ^[71] La Pioneer 11 , lanzada un año después de la Pioneer 10 , llevó datos similares a los de la Pioneer a 44,7 UA en 1995, cuando concluyó esa misión. ^[69] La Pioneer 11 tenía un conjunto de instrumentos similar al de la 10, pero también tenía un magnetómetro de compuerta de flujo. ^[70] Las naves espaciales Pioneer y Voyager estaban en trayectorias diferentes y, por lo tanto, registraron datos sobre la heliosfera en diferentes direcciones generales lejos del Sol . ^[69] Los datos obtenidos de las naves espaciales Pioneer y Voyager ayudaron a corroborar la detección de una pared de hidrógeno. ^[72]

Las Voyager 1 y 2 se lanzaron en 1977 y operaron de forma continua al menos hasta finales de la década de 2010 y encontraron varios aspectos de la heliosfera más allá de Plutón. ^[73] Se cree que en 2012 la Voyager 1 pasó por la heliopausa, y la Voyager 2 hizo lo mismo en 2018 ^{[73] [74]}

Las Voyager gemelas son los únicos objetos creados por el hombre que han entrado en el espacio interestelar. Sin embargo, aunque han abandonado la heliosfera, aún no han abandonado el límite del Sistema Solar, que se considera el borde exterior de la Nube de Oort . ^[74] Al pasar la heliopausa, el Experimento Científico del Plasma (PLS) de la Voyager 2 observó una marcada disminución en la velocidad de las partículas del viento solar el 5 de noviembre y no ha habido señales de ello desde entonces. Los otros tres instrumentos a bordo que miden rayos cósmicos, partículas cargadas de baja energía y campos magnéticos también registraron la transición. ^[75] Las observaciones complementan los datos de la misión IBEX de la NASA. La NASA también está preparando una misión adicional, Interstellar Mapping and Acceleration Probe ( IMAP ), que se lanzará en 2025 para capitalizar las observaciones de la Voyager . ^[74]

• 1904: Los astrónomos que utilizan el Gran Refractor de Potsdam con un espectrógrafo encuentran evidencia del medio interestelar mientras observan la estrella binaria Mintaka en Orión . ^[76]
• Enero de 1959: Luna 1 se convierte en la primera nave espacial en observar el viento solar. ^[77]
• 1962: El Mariner 2 detecta el viento solar. ^[78]
• 1972-1973: La Pioneer 10 se convierte en la primera nave espacial en explorar la heliosfera más allá de Marte, sobrevolando Júpiter el 4 de diciembre de 1973 y continuando enviando datos del viento solar hasta una distancia de 67 UA. ^[69]
• Febrero de 1992: Después de sobrevolar Júpiter, la nave espacial Ulises se convierte en la primera en explorar las latitudes medias y altas de la heliosfera. ^[79]
• 1992: Las sondas Pioneer y Voyager detectaron radiación Ly-α dispersada resonantemente por el hidrógeno heliosférico. ^[72]
• 2004: La Voyager 1 se convierte en la primera nave espacial en alcanzar la zona de choque de terminación. ^[34]
• 2005: Las observaciones del viento solar realizadas por SOHO muestran que la forma de la heliosfera no es axisimétrica , sino distorsionada, muy probablemente bajo el efecto del campo magnético galáctico local. ^[80]
• 2009: Los científicos del proyecto IBEX descubren y cartografian una región con forma de cinta de intensa emisión de átomos neutros energéticos . Se cree que estos átomos neutros se originan en la heliopausa. ^[14]
• Octubre de 2009: la heliosfera podría tener forma de burbuja y no de cometa. ^[13]
• Octubre de 2010: se detectaron cambios significativos en la cinta después de seis meses, según el segundo conjunto de observaciones del IBEX. ^[63]
• Mayo de 2012: Los datos del IBEX sugieren que probablemente no haya un "shock" en el arco. ^[16]
• Junio ​​de 2012: A 119 UA, la Voyager 1 detectó un aumento en los rayos cósmicos. ^[35]
• 25 de agosto de 2012: La Voyager 1 cruza la heliopausa y se convierte en el primer objeto creado por el hombre en salir de la heliosfera. ^[3]
• Agosto de 2018: los estudios a largo plazo sobre la pared de hidrógeno realizados por la sonda New Horizons confirmaron los resultados detectados por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager . ^{[53] [54]}
• 5 de noviembre de 2018: La Voyager 2 cruza la heliopausa y abandona la heliosfera. ^[4]

• Eyección de masa coronal
• Resplandor de Fermi

• "La heliopausa parece tener 23 mil millones de kilómetros". Universe Today. 9 de diciembre de 2003. Consultado el 8 de agosto de 2007 .
• «Las sondas espaciales revelan la forma de bala del Sistema Solar». Revista COSMOS. 11 de mayo de 2007. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2007. Consultado el 12 de mayo de 2007 .

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• Gough, Evan (7 de agosto de 2020). «Así es como se ve realmente el sistema solar». Universe Today . Consultado el 8 de septiembre de 2024 .

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Heliosfera .

• Objetivos de la misión interestelar Voyager
• Página de inicio de NASA GALEX (Galaxy evolution Explorer) en Caltech
• Una gran sorpresa desde el borde del sistema solar Archivado el 17 de junio de 2016 en Wayback Machine (NASA 06.09.11)