No hace falta ser un científico espacial para saber que el espacio es extraño. Pero lo extraño que podría sorprenderte. El espacio está dominado por fuerzas electromagnéticas invisibles que normalmente no sentimos. También está lleno de extraños tipos de materia que nunca experimentamos en la Tierra. Aquí hay cinco cosas sobrenaturales que suceden casi exclusivamente en el espacio exterior.
Plasma
En la Tierra, la materia generalmente asume uno de tres estados: sólido, líquido o gaseoso. Pero en el espacio, el 99,9% de la materia normal se encuentra en una forma completamente diferente: plasma. Hecha de iones y electrones sueltos, esta sustancia se encuentra en un estado sobrecargado más allá del gas que se crea cuando la materia se calienta a temperaturas extremas o se aplica con una fuerte corriente eléctrica.
Aunque rara vez interactuamos con el plasma, lo vemos todo el tiempo. Todas las estrellas del cielo nocturno, incluido el Sol, están compuestas principalmente de plasma. Incluso aparece ocasionalmente en la Tierra en forma de rayos y en letreros de neón.
En comparación con el gas, donde las partículas individuales se desplazan caóticamente, el plasma puede actuar colectivamente, como un equipo. Conduce electricidad y está influenciado por campos electromagnéticos, que operan bajo la misma fuerza que mantiene los imanes en la puerta de tu refrigerador. Estos campos pueden controlar los movimientos de partículas cargadas en plasma y crear ondas que aceleran las partículas a velocidades inmensas.
El espacio rebosa de campos magnéticos invisibles que dan forma a los caminos del plasma. Alrededor de la Tierra, el mismo campo magnético que hace que las brújulas apunten al norte dirige el plasma a través del espacio alrededor de nuestro planeta. En el Sol, los campos magnéticos lanzan llamaradas solares y eructos directos de plasma, conocidos como viento solar, que viajan a través del sistema solar. Cuando el viento solar llega a la Tierra, puede impulsar procesos energéticos, como las auroras y el clima espacial, que si son lo suficientemente fuertes, pueden dañar los satélites y las telecomunicaciones.
Temperaturas extremas
Desde Siberia hasta el Sahara, la Tierra experimenta una amplia gama de temperaturas. Existen registros tan altos como 134 ° F y hasta -129 ° F (57 ° C a -89 ° C). Pero lo que consideramos extremo en la Tierra es promedio en el espacio. En los planetas sin una atmósfera aislante, las temperaturas fluctúan enormemente entre el día y la noche. Mercurio ve regularmente días alrededor de 840 ° F (449 ° C) y noches frías tan bajas como -275 ° F (-171 ° C). Y en el espacio mismo, algunas naves espaciales experimentan diferencias de temperatura de 60 ° F (33 ° C) justo entre sus lados iluminados por el sol y sombreados. ¡Eso sería como tener un vaso de agua helada a la sombra en un caluroso día de verano! La sonda solar Parker de la NASA, en la aproximación más cercana al Sol, experimentará diferencias de más de 2.000 grados.
Los satélites e instrumentos que la NASA envía al espacio están cuidadosamente diseñados para resistir estos extremos. El Observatorio de Dinámica Solar de la NASA pasa la mayor parte de su tiempo bajo la luz solar directa, pero algunas veces al año, su órbita pasa a la sombra de la Tierra. Durante esta conjunción cósmica, también conocida como eclipse, la temperatura de los paneles solares que miran hacia el Sol cae 317 ° F (158 ° C). Sin embargo, los calentadores a bordo se encienden para mantener seguros los componentes electrónicos y los instrumentos al permitir solo una caída de medio grado.
De manera similar, los trajes de astronauta están diseñados para soportar temperaturas de -250 ° F a 250 ° F (-157 ° C a 121 ° C). Los trajes son blancos para reflejar la luz mientras están bajo el sol, y se colocan calentadores en todo el interior para mantener a los astronautas calientes en la oscuridad. También están diseñados para proporcionar presión y oxígeno constantes y resistir el daño de los micrometeoritos y la radiación ultravioleta del sol.
Alquimia cósmica
En este momento, el Sol está comprimiendo hidrógeno para formar helio en su núcleo. Este proceso de unir átomos bajo inmensa presión y temperatura, forjando nuevos elementos, se llama fusión.
Cuando nació el universo, contenía principalmente hidrógeno y helio, además de una pizca de un par de otros elementos ligeros. Desde entonces, la fusión de estrellas y las supernovas han proporcionado al cosmos más de 80 elementos, algunos de los cuales hacen posible la vida.
El Sol y otras estrellas son excelentes máquinas de fusión. Cada segundo, el Sol fusiona alrededor de 600 millones de toneladas métricas de hidrógeno, ¡esa es la masa de la Gran Pirámide de Giza 102 veces!
Junto con la creación de nuevos elementos, la fusión libera enormes cantidades de energía y partículas de luz llamadas fotones. Estos fotones tardan unos 250.000 años en subir las 434.000 millas (unos 700.000 kilómetros) hasta llegar a la superficie visible del Sol desde el núcleo solar. Después de eso, la luz solo tarda ocho minutos en viajar los 93 millones de millas (150 millones de kilómetros) hasta la Tierra.
La fisión, la reacción nuclear opuesta que divide los elementos pesados en elementos más pequeños, se demostró por primera vez en los laboratorios en la década de 1930 y se utiliza hoy en día en las plantas de energía nuclear. La energía liberada en la fisión puede crear una explosión cataclísmica. Pero para una determinada cantidad de masa, sigue siendo varias veces menor que la energía creada a partir de la fusión. Sin embargo, los científicos aún no han descubierto cómo controlar el plasma para producir energía a partir de reacciones de fusión.
Explosiones magnéticas
Todos los días, el espacio alrededor de la Tierra recibe los efectos de explosiones gigantes. Cuando el viento solar, la corriente de partículas cargadas del Sol, empuja contra el entorno magnético que rodea y protege la Tierra, la magnetosfera, combina los campos magnéticos del Sol y de la Tierra. Finalmente, las líneas del campo magnético se rompen y se realinean, disparando partículas cargadas cercanas. Este evento explosivo se conoce como reconexión magnética.
Si bien no podemos ver la reconexión magnética con nuestros ojos, podemos ver sus efectos. Ocasionalmente, algunas de las partículas perturbadas se vierten a la atmósfera superior de la Tierra, donde encienden las auroras.
La reconexión magnética ocurre en todo el universo dondequiera que haya campos magnéticos retorcidos. Misiones de la NASA, como la misión Magnetosférica Multiescala, miden los eventos de reconexión alrededor de la Tierra, lo que ayuda a los científicos a comprender la reconexión donde es más difícil de estudiar, como en las llamaradas del Sol, en áreas que rodean a los agujeros negros y alrededor de otras estrellas.
Choques supersónicos
En la Tierra, una forma fácil de transferir energía es empujar algo. Esto sucede a menudo a través de colisiones, como cuando el viento hace que los árboles se balanceen. Pero en el espacio exterior, las partículas pueden transferir energía sin siquiera tocarse. Esta extraña transferencia tiene lugar en estructuras invisibles conocidas como choques.
En los choques, la energía se transfiere a través de ondas de plasma y campos eléctricos y magnéticos. Imagina las partículas como una bandada de pájaros volando juntos. Si el viento de cola se levanta y empuja a los pájaros, ellos vuelan más rápido aunque no parece que nada los impulse hacia adelante. Las partículas se comportan de la misma manera cuando de repente se encuentran con un campo magnético. El campo magnético esencialmente puede darles un impulso hacia adelante.
Las ondas de choque se pueden formar cuando las cosas se mueven a velocidades supersónicas, es decir, más rápido que la velocidad del sonido. Si un flujo supersónico encuentra un objeto estacionario, forma lo que se conoce como un choque de proa, no muy diferente de la ola de proa que se crea en la proa de un barco anclado en una corriente rápida. Uno de esos golpes de arco es creado por el viento solar cuando se adentra en el campo magnético de la Tierra.
Los choques aparecen en otras partes del espacio, como alrededor de supernovas activas expulsando nubes de plasma. En casos raros, los choques se pueden crear temporalmente en la Tierra. Esto sucede cuando las balas y los aviones viajan más rápido que la velocidad del sonido.
Estos cinco extraños fenómenos son comunes en el espacio. Aunque algunos se pueden reproducir en situaciones especiales de laboratorio, en su mayoría no se pueden encontrar en circunstancias normales aquí en la Tierra. La NASA estudia estas cosas raras en el espacio para que los científicos puedan analizar sus propiedades, proporcionando información sobre la compleja física que subyace al funcionamiento de nuestro universo.
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / Mara Johnson-Groh – Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland
Editor versión original Inglesa: Miles Hatfield