Por Mara Johnson-Groh
El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
El espacio no es silencioso. Está lleno de partículas cargadas que, con las herramientas adecuadas, podemos escuchar. Eso es exactamente lo que están haciendo los científicos de la NASA con la misión de las Sondas Van Allen. Los sonidos grabados por la misión están ayudando a los científicos a comprender mejor el dinámico entorno espacial en el que vivimos para poder proteger a los satélites y a los astronautas.
Así es como suena el espacio.
https://blogs.nasa.gov/sunspot/wp-content/uploads/sites/289/2018/12/whistler.mp3
Para algunos, suena como el aullido de los lobos o el piar de los pájaros o los láseres espaciales alienígenas. Pero estas ondas no son creadas por ninguna criatura de este tipo, sino que son producidas por campos eléctricos y magnéticos.
Si se subiera a una nave espacial y sacara la cabeza por la ventana, no podría escuchar estos sonidos como lo hace en la Tierra. Esto se debe a que, a diferencia del sonido -que se crea por medio de ondas de presión-, esta música espacial se crea por medio de ondas electromagnéticas conocidas como ondas de plasma.
Las ondas de plasma encajan en el entorno espacial local alrededor de la Tierra, donde lanzan campos magnéticos de un lado a otro. La rítmica cacofonía generada por estas ondas puede resultar sorda para nuestros oídos, pero las sondas Van Allen de la NASA fueron diseñadas específicamente para escucharlas.
El instrumento Waves, que forma parte del conjunto de instrumentos de campo eléctrico y magnético y ciencia integrada -EMFISIS- de las sondas Van Allen, es sensible a las ondas eléctricas y magnéticas. Las sondea con un trío de sensores eléctricos, así como con tres magnetómetros de bobina de búsqueda, que buscan cambios en el campo magnético. Todos los instrumentos se diseñaron específicamente para ser altamente sensibles y a la vez utilizar la menor cantidad de energía posible.
Como sucede, algunas ondas electromagnéticas ocurren dentro de nuestro rango de frecuencia audible. Esto significa que los científicos sólo tienen que traducir las ondas electromagnéticas fluctuantes en ondas sonoras para que se puedan oír. Efectivamente, EMFISIS permite a los científicos espiar el espacio.
Cuando las Sondas Van Allen viajan a través de una onda de plasma con campos magnéticos y eléctricos fluctuantes, EMFISIS registra minuciosamente las variaciones. Cuando los científicos recopilan los datos encuentran algo parecido a esto:
Olas Whistler registradas por las Sondas Van Allen de la NASA. Crédito: Universidad de Iowa
Este vídeo ayuda a los científicos a visualizar los sonidos procedentes del espacio. Los colores más cálidos nos muestran ondas de plasma más intensas a medida que van bañando la nave espacial. En el caso de estas ondas particulares generadas por los rayos, las frecuencias más altas viajan más rápido a través del espacio que las de frecuencias más bajas. Lo oímos como tonos silbantes que disminuyen en frecuencia. Estas ondas particulares son un ejemplo de ondas silbantes. Se crean cuando los impulsos electromagnéticos de un rayo viajan hacia arriba en la atmósfera exterior de la Tierra, siguiendo las líneas del campo magnético.
Por debajo de 0,5kHz (la parte inferior del gráfico en el vídeo) el sonido está lleno de lo que se conoce como silbidos de protones. Este tipo de ondas se generan como resultado de los silbidos provocados por los rayos que interactúan con el movimiento de los protones, no de los electrones. Recientemente, la misión Juno de la NASA grabó silbadores de alta frecuencia alrededor de Júpiter, la primera vez que se oyen alrededor de otro planeta.
Además de los silbadores de rayos, se ha grabado toda una colección de fenómenos. En este vídeo oímos un ruido chillón producido por otro tipo de onda de plasma: las ondas de coro.
Olas de coro grabadas por las sondas Van Allen de la NASA. Crédito: Universidad de Iowa
Los tonos de las ondas de plasma dependen de la forma en que las ondas interactúan con los electrones y de cómo viajan por el espacio. Algunos tipos de ondas, incluyendo estas ondas de coro, pueden acelerar los electrones en el espacio cercano a la Tierra, haciéndolos más energéticos. Este es otro ejemplo típico de ondas de coro.
Olas de coro registradas por las sondas Van Allen de la NASA. Crédito: Universidad de Iowa
Los científicos de la NASA registran estas ondas no por interés musical, sino porque nos ayudan a comprender mejor el dinámico entorno espacial que habitamos. Estas ondas de plasma golpean a los electrones de alta energía que circulan a gran velocidad alrededor de la Tierra. Algunos de esos electrones liberados se dirigen en espiral hacia la Tierra, donde interactúan con nuestra atmósfera superior, provocando auroras, aunque otros pueden suponer un peligro para las naves espaciales o las telecomunicaciones, que pueden resultar dañadas por su potente radiación.
