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Posibles vertimientos de vórtices en cometas.

Los vórtices son regiones donde se manifiestan arremolinamientos de materia.
Los podemos ver en turbulencias y tormentas (https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%B3rtice). Cuando un objeto está sometido al flujo de un fluido como aire o agua, se producen turbulencias oscilantes de la que se desprenden vórtices. A eso se lo conoce como desprendimiento o vertimiento de vórtices (WIKIPEDIA, Vortex shedding, https://en.wikipedia.org/wiki/Vortex_shedding).

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Imagen publicada en Wikipedia crédito de Cesareo de La Rosa Siqueira.

Video: Vortex Shedding in Water

Si se desprenden partículas del objeto, éstas pueden moverse con el fluido y mostrar el desarrollo y desprendimiento de los vórtices; por ejemplo, el vertimiento de vórtices que a veces se observa en el humo de una chimenea sometida al viento.

Los cometas se destacan por su cola.
El Sol insufla materia conocida como viento Solar, formado por partículas atómicas y energía. Ese viento es el que se encarga de arrancar partículas del cometa y formar su clásica cola de gases y polvo. Bajo estas condiciones, el cometa se comporta como un objeto sometido al flujo del viento Solar. Se han observado oscilaciones periódicas en las colas de algunos cometas y lo que parece ser vórtices que se desprenden de ella. Atento a lo anteriormente expresado, eso puede tratarse de un caso vertimiento de vórtices.
Las partículas desprendidas del cometa (componentes de su cola) participan de las turbulencias oscilantes del viento Solar y en los posibles vórtices desprendidos, igual que el caso de las partículas de humo de una chimenea al viento.

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Secuencia de imágenes de cometa Encke donde se aprecia las ondulaciones en su cola y los posibles vórtices desprendidos – Publicadas en el trabajo de G. Nisticò et al.

El estudio de ese tipo de turbulencias no sólo ayuda a comprender mejor la evolución de la cola del cometa, sino las características de las vecindades del Sol.
Así, los cometas que se someten a regiones cercanas al Sol, se comportan como sondas naturales de exploración.

Fuente:

  • Astronomy & Astrophysics, manuscript no. paper_preprint, ESO 2018, April 4, 2018, Oscillations of cometary tails: a vortex shedding phenomenon?, G. Nisticò et al.
    https://arxiv.org/pdf/1804.00997.pdf

pdp.

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Estamos afectando el Espacio y su clima.

Nosotros no sólo afectamos el Planeta, también afectamos el clima del Espacio.
Recordemos que el Sol emite plasma, partículas atómicas como electrones y protones, conocido como viento Solar. Hay épocas de mayor viento Solar, lo que domina lo conocido como clima del Espacio, ya que esto está relacionado con tormentas geomagmnéticas en la Tierra. Ese plasma es capturado por el campo magnético terrestre y desviado a los polos magnéticos, cercanos a los geográficos, generando en la atmósfera de esas regiones las conocidas Auroras. Éstas son más intensas en épocas de tormentas geomagnéticas cuando hay gran actividad y viento Solar.
Algunas de esas partículas quedan retenidas en regiones llamadas cinturón de Van Allen. Son dos, ambas en forma de anillo (solenoide), una más alejada que la otra. Se las llama cinturón de radiación, porque las partículas allí atrapadas emiten radiación por estar sometidas a fuerzas del campo magnético terrestre (Wikipedia, Cinturones de Van Allen, https://es.wikipedia.org/wiki/Cinturones_de_Van_Allen).
Tanto el viento Solar como esas partículas, perjudican a los satélites y no son buenos para los seres humanos. Por suerte nos protege al campo magnético de la Tierra.
Pero estamos alterando ese ambiente Espacial.

En los años ‘60, las potencias mundiales detonaron armas nucleares en la alta atmósfera. Esas detonaciones siguen los mismos procesos por los que el Sol emite viento Solar. Luego, se generaron partículas radiactivas, las que al retornar a la Tierra colaboraron con el aumento de cáncer en esas regiones. Quizás en algún momento, esto sea un “marcador” del Antropoceno (la época de los Humanos).
Más. Algunas de esas partículas quedaron atrapadas en regiones del campo magnético terrestre, creando un cinturón similar al de Van Allen. Éstas, pueden colaborar con tormentas geomagnéticas e incluso averiar satélites, hasta se observaron Auroras en el Ecuador.

Pero hay algo bueno.
Las señales de radiotransmisores, sobre todo las de baja frecuencia, portan su propio campo magnético. Al salir de la atmósfera, deflectan o desvían al Espacio muchas de esas partículas que no son buenas para nosotros.

Referencia:

Funete:

pdp.

 

Plutón en rayos X (Chandra).

El viento solar, es un flujo de partículas cargadas que parte del Sol e impacta en los planetas.
En el caso del nuestro, esas partículas se desvían por al campo magnético hacia cerca de los polos, interactúan con la atmósfera y se generan las auroras. De no ser así, la vida en Casa sería muy difícil.
Pero esas partículas hacen algo más.
Al interactuar con las atmósferas planetarias, se generan rayos X y alguno átomos se animan de velocidad y escapan al espacio. O sea que el viento solar arranca atmósfera de los planetas. Tanto más, cuanto más cerca estén y menos masa tenga el planeta.
Esto se acentúa con los breves aumentos del viento solar durante las “tormentas solares”.

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Plutón en rayos X (Chandra) – C. M. Lisse et al.

En los confines del Sistema Solar, Plutón da en qué pensar.
De su tenue atmósfera, no se detecta grandes pérdidas de gases al espacio por la acción del viento solar. Al parecer, ésta es más compacta que lo pensado.
A esa distancia, los aumentos del viento solar no llegan. Allí, el viento es… “tranquilo y agradable”.
No obstante, observacioines hechas con Chandra, se detectan bastantes rayos X, más de los esperados.
Al parecer, Plutón y Caronte se abren paso en el estable viento solar que les llega. Eso hace que se generen perturbaciones en su entorno, como las olas o “bigotes” que deja un abarco en el agua mientras se desplaza.
Eso generaría los rayos X locales que se detectan en sus vecindades, por más suave que sea el flujo de partículas del Sol por aquellos lugares.

Referencias:

Funete:

Micro explosiones suavizarían la superficie de la Luna.

En su viento solar, el Sol irradia partículas atómicas.
Esas partículas con carga eléctrica, no sólo nos llegan a nosotros generando las Auroras, también impactan en la Luna.
El suelo lunar no es conductor, se comporta como un aislante. Así va acumulando las cargas que va recibiendo del viento solar. Como todo aislante, puede saturarse de cargas y comportarse brevemente como conductor. En ese instante, se producen corrientes y encuentros de cargas con la consabida liberación de energía. Micro explosiones, pequeños chispazos que vaporizan polvo del suelo lunar.
Eso contribuye a suavizar y disimular pequeñas características, lo que con el tiempo, se traduce en cambios a mayor escala.
Se calcula que entre el 10% y el 25% de la superficie lunar, hasta una profundidad de 1 mm., ha cambiado su aspecto por este proceso durante el último millón de años.

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1) las partículas se incrustan en el suelo. 2) En un espasor de de 1mm. se producen encuentros entre cargas con producción de chispazos. 3) material vaporozado  es eyectado a la superficie. Ilustración publicada en el trabajo de A. P. Jordan et al.

Este proceso de suavizado no sólo se estaría dando en la Luna. Podría darse en todo cuerpo que reciba las partículas cargadas del Sol sobre su polvorienta superficie, asteroides y planetas rocosas con campos magnéticos muy débiles.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La araña de Plutón y el viento solar en sus vecindades.

En Plutón, cerca de la región conocida como Tartarus Dorsa, se observa un patrón de fracturas muy llamativo.

Imagen crédito de NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Son 6 fracturas que convergen en un punto dando la apariencia de una araña.
Las mayores se orientan de Norte a Sur y la mayor de ellas, bautizada como Sleipnir Fossa mide casi 600 Km. de largo. Las menores de orientan de Oeste a Este y miden unos 100 Km. Todas muestran una coloración rojiza. Probablemente, eso se deba a tolinas; substancias complejas ricas en Nitrógeno aparecidas por la acción de los rayos solares y bombardeo de electrones (del viento solar) junto a la presencia de Metano.
El origen de estas fracturas se debe al “stress” que sufre la corteza de hielos del Planeta. En este caso, el origen de estas fracturas, podría estar debajo del punto de convergencia del que podría estar brotando material de debajo de la superficie.

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Ilustración crédito de NASA’s Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio, the Space Weather Research Center (SWRC) and the Community-Coordinated Modeling Center (CCMC), Enlil and Dusan Odstrcil (GMU).

Por otro lado, New Horizons, ahora rumbo al objeto del cinturón de Kuiper 2014 MU69, está haciendo observaciones del viento solar en aquellas regiones de nuestro Sistema. Esa energía y flujo de partículas atómicas insufladas por el Sol, llegan hasta las vecindades de Plutón y más allá. Su análisis viene a llenar la brecha entre los estudios del viento solar cerca del Sol, de la Tierra y de los límites del Sistema Solar por donde está enviando información similar la Voyager.
Por ejemplo, el viento solar que hoy está analizando la New Horizons alcanzará a la Voyager en un año, lo que permitirá estudiar su evolución con la distnacia.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

Las Auroras en otros planetas.

Imagen de Aurora Austral observada desde un satélite, crédito NASA.

Las Auroras polares [1], son luminiscencias observadas en ambos polos de nuestro Planeta. Se producen por la interacción del viento solar con nuestro campo magnético.
El Sol, insufla al espacio un flujo de partículas cargadas. Esas partículas interaccionan con el campo magnético de la Tierra y se dirigen a los polos magnéticos. Como esos polos están cerca de los geográficos, allí interaccionan con los átomos de la atmósfera y se producen excitaciones y des-excitaciones que generan energía en luz visible. Siempre que haya un campo magnético con el que puedan interactuar las partículas del viento solar, habrá Auroras cuyo aspecto, intensidad y color, dependerán de la intensidad de la interacción y de los elementos presentes en la atmósfera. Así en Casa las Auroras son en luz visible amarillas y verdes.

Mercurio tiene un campo magnético, pero su proximidad al Sol, hace que su atmósfera haya sido “volada” por el viento solar. La energía que recibieron los átomos de la antigua atmósfera de Mercurio, les alcanzó para escapar de la pobre gravedad del Planeta. Así entonces, no presenta Auroras.

Venus tiene un pobre campo magnético, pero una densa atmósfera. Tiene una gran ionósfera, una región atmosférica rica en partículas cargadas que inducen un campo magnético. Ese campo alcanza para interactuar con el viento solar y generar sutiles aurora venusinas.

Marte no tiene un campo magnético global. Sólo presenta pequeños campos aislados, como “hongos” que son restos de un campo global ya desaparecido. Pese a eso, esos campitos le sirven al viento solar para interactuar y chocar con la pobre atmósfera marciana y generara sutiles Auroras.

Los gigantes gaseosos, presentan campos magnéticos globales y densas atmósferas capaces de generar Auroras, las que, en estos casos, son ultravioletas e infrarrojas.

Auroras “rosadas – púrpuras” observadas en Saturno, crédito de NASA/ESA/Hubble.

El dato curioso lo aporta Júpiter. Sus satélites naturales tales como Ganímedes e Io, tienen actividad volcánica. Debido a esa actividad, arrojan al espacio partículas cargadas que interactúan con el campo magnético del Planeta colaborando con el viento solar en lan generación de las Auroras del Planeta.
Estas lunas jovianas, están conectadas magnéticamente a Júpiter. El campo magnético del Planeta las engloba de tal manera que, los iones de sulfuros que estas lunas arrojan al espacio en su actividad volcánica, viajan por el campo magnético joviano e impactan en la atmósfera del Planeta.

Imagen de la Aurora polar joviana. Las flechas señalan las componentes debidas a la interacción comn Ganímedes e Io. Crédito ESA/NASA Hubble.

Bajo estas condiciones, no sería extraño la existencia de exo-auroras en planetas de otros sistemas planetarios.

Referencia:

  1. https://es.wikipedia.org/wiki/Aurora_polar

Fuente:

pdp.

¿Hasta Dónde Llega el Sistema Solar?

Por estos días (13/sep/2013) se habla mucho de cómo la Voyager 1[1] abandonó el Sistema Solar.
Participé de muchos comentarios al respecto, por lo que decidí publicar algo referido al tema.

ku-bigpicLuego de 36 años de viaje (Click en la imagen para ampliar), la Voyager 1 llegó a la Heliopausa[2] y por eso le adjudican haber dejado el Sistema Solar y entrar el Espacio Interestelar. El Sol insufla materia llamada viento solar[3], quedando definida la Heliosfera[4] como la región del Sistema Solar donde el viento solar es apreciable (manteniendo una cierta densidad). En la Heliopausa, el viento solar deja de ser apreciable y comienza a sentirse la llegada de partículas interestelares, la mayoría generada por eventos cataclípticos. Entonces, algunos dicen que allí termina el Sistema Solar y comienza el espacio interestelar.

La Voyager 1 recorrió 19 000 millones de Km. Sedna[5], el planeta enano, tiene un semieje orbital mayor[6] de 77 700 millones de Km aproximadamente; luego, Sedna y otros cuerpos del Sistema Solar quedan fuera del mismo.
Esta idea de límite del Sistema Solar, discrimina a los cuerpos primordiales que se formaron de la misma nube protoplanetaria nada más que porque no reciben viento solar. Es como decir que nuestro vecindario termina donde llega la luz de nuestra candela, olvidándonos de los vecinos pioneros que no llegamos a iluminar.

Es necesaria otra definición más coherente con la realidad y se la puede hallar a través de la gravitación. Si bien la gravedad de un cuerpo como el Sol llega al infinito, en la práctica se vuelve despreciable a cierta distancia. Por este motivo, un cuerpo muy alejado de otro, puede escapar de su campo gravitatorio con una velocidad moderada. Así, no podemos fijar como límite del Sistema Solar a la máxima distancia para la cual el Sol puede retener un cuerpo en órbita, ya que eso depende de la velocidad del cuerpo.
Debemos entonces basarnos en la realidad y adoptar como límite del Sistema Solar, a la mayor distancia promedio (o mayor Semieje orbital) de un cuerpo en órbita estable alrededor del Sol; o sea, la distancia promedio del cuerpo más alejado moviéndose alrededor del Sol.
Esta definición es coherente con la realidad ya que no discrimina cuerpos alrededor del Sol, ni primordiales ni capturados, reciban o no el viento solar. Solamente quedan excluidos los de órbitas abiertas (parabólicas o hiperbólicas) aunque lleguen a sentir la materia insuflada por el Sol.
Los visitantes no forman parte del vecindario.

Así las cosas, el Sistema Solar terminaría con la nube de Oort[7] a unas  100 mil Unidades Astronómicas (UA, 1UA = 150 millones de Km = distancia Tierra – Sol).

Para algunos, la nube de Oort se extiende hasta 200 mil UA, casi hasta Alfa Centauri[8]; o sea que los límites del Sistema Solar podrían mezclarse con los de la estrella más cercana al Sol.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Voyager_1
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Heliopausa
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Viento_solar
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Heliosfera
  5. http://es.wikipedia.org/wiki/(90377)_Sedna
  6. http://es.wikipedia.org/wiki/Semieje_mayor
  7. http://es.wikipedia.org/wiki/Nube_de_Oort
  8. http://es.wikipedia.org/wiki/Alfa_Centauri

Fuentes:

pdp.