La estrella anfitriona de la Tierra puede ser bastante temperamental, lo que obliga a los astrónomos a lanzar satélites y sondas en misiones para monitorear de cerca las llamaradas masivas del Sol. Pero los instrumentos que apuntan al Sol tienden a adquirir una visión nublada como resultado de una capa misteriosa que ha desconcertado a los científicos durante años.

Instrumentos a bordo de la NASA Observatorio de Dinámica Solar (SDO), que ha estado observando el Sol desde 2010, degradado en un 40% en los cinco años siguientes a su lanzamiento. Ahora, un grupo de científicos puede haber identificado finalmente al culpable detrás de la perspectiva borrosa de la nave espacial: el agua.

«La degradación de los satélites de observación del sol ocurrió antes de que SDO tuviera un problema… pero la causa no estaba clara», dijo Robert Berg, investigador del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU. y uno de los autores de un nuevo estudiar publicado en Física Solar, dijo Gizmodo en un correo electrónico. Estudios anteriores «han mencionado la oxidación como una de las muchas causas posibles, pero el agua no se ha propuesto como oxidante», añadió.

Para descifrar el código, los científicos detrás del nuevo estudio utilizaron un acelerador de partículas del tamaño de una habitación para replicar las condiciones impuestas por el clima espacial. Descubrieron que los átomos de oxígeno de las moléculas de agua se combinan con el aluminio de los instrumentos de una nave espacial para producir una capa nebulosa de óxido de aluminio que bloquea los rayos entrantes del Sol.

En una nueva investigación publicada el jueves, científicos del NIST y del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder detallaron estos nuevos e importantes hallazgos. «No hemos podido exponer durante años la radiación, pero con un modelo de crecimiento de óxido mostramos de manera bastante convincente que el vapor de agua con luz ultravioleta podría causar las pérdidas observadas», Charles Tarrio, físico del NIST y autor principal del nuevo estudio. explicado en un correo electrónico.

G/O Media puede recibir una comisión

hasta 75% de descuento

Venta anual de Lenovo

Ahorre en laptops, computadoras de escritorio y más
Si está renovando su espacio vital, su guardarropa y otras áreas de su vida, es hora de seguir adelante y obtener también nueva tecnología. ¿Y qué mejor momento para comprar una nueva computadora portátil o de escritorio que durante la venta anual de Lenovo? Hasta el 16 de marzo, puede ahorrar hasta un 75 % en computadoras y productos electrónicos en el minorista. Hemos seleccionado algunas de nuestras selecciones a continuación.

Las naves espaciales que observan el Sol usan filtros de aluminio, cada uno más pequeño que un sello postal y más delgado que un cabello humano, para recolectar la luz ultravioleta extrema, una longitud de onda de luz emitida por el Sol que es demasiado corta para ser vista por el ojo humano. Aunque EUV es solo una pequeña fracción de la cantidad total de luz del Sol, juega un papel vital para decirles a los científicos cuándo la estrella está a punto de tener un aumento repentino.

El Sol ocasionalmente emite ráfagas de energía llamadas eyecciones de masa coronal—gigantescas explosiones de partículas cargadas que se alejan del Sol como látigos ardientes. Estos eventos pueden afectarnos aquí en la Tierra, dando como resultado tormentas geomagnéticas que interrumpen las redes eléctricas y los sistemas de navegación.

Al monitorear el Sol con sondas solares y satélites, los científicos pueden comprender mejor su programa de erupciones. Desafortunadamente, sin embargo, las naves espaciales que miran hacia el Sol tienden a perder su capacidad de captar la luz EUV a los pocos años de entrar en servicio. El filtro de una nave espacial generalmente pasa alrededor del 50% de la luz EUV a través de su detector al comienzo de su misión, disminuyendo al 25% dentro de un año y al 10% dentro de cinco años, según NIST. Los investigadores se basaron en su estudio de SDO, pero dicen que otras naves espaciales sufrieron el mismo destino.

Otros ejemplos de degradación de naves espaciales incluyen el instrumento LYRA a bordo del satélite europeo PROBA2, el instrumento SOLSPEC a bordo de la carga útil SOLAR de la Estación Espacial Internacional, que se utilizó para medir la energía solar, y el telescopio Solar Diameter Imager y Surface Mapper a bordo de la nave espacial PICARD, según Iceberg.

Durante años, los científicos creyeron que los filtros desarrollaban una capa de carbono, como resultado de la contaminación de la nave espacial. Pero el mismo grupo de científicos detrás de la nueva investigación refutó esta teoría en 2021 antes de volver inmediatamente a la mesa de dibujo. “La otra cosa que apuntó a la oxidación es que los instrumentos de las naves espaciales han sido diseñados para ser cada vez más limpios en las últimas décadas, con el objetivo de eliminar las fuentes de moléculas orgánicas que conducen a la deposición de carbono”, dijo Tarrio. “Sin embargo, muchos instrumentos todavía muestran una degradación significativa. Esto nos aleja del crecimiento del carbono.

Usando un acelerador de partículas para generar luz EUV, los investigadores desviaron esa luz a los filtros de la nave espacial usando espejos mientras los exponían al vapor de agua. Después de 20 días, los filtros han desarrollado una capa de óxido de aluminio. La capa no era lo suficientemente gruesa como para impedir la capacidad de los filtros para capturar la luz EUV, pero probablemente se habría vuelto aún más gruesa durante un período de tiempo más largo. Los científicos también crearon modelos teóricos que coincidían con lo que le sucedía a la nave espacial en la vida real.

Entonces, ¿cómo se formó la capa de óxido en primer lugar? Los científicos creen que el agua de la manta térmica de la nave espacial, que se usa para controlar la temperatura de la nave espacial, interactúa con el aluminio en el filtro para producir la capa oxidada que luego bloquea el paso de la luz a través del detector.

La nueva investigación podría informar mejor el diseño de futuras naves espaciales de observación del sol para ayudar a prevenir su rápida degradación. Una cosa que sugirieron los investigadores fue agregar una capa de carbono para detener el movimiento de los iones de aluminio, así como tubos que bloqueen el vapor de agua entrante.

Más: La nave espacial que orbita alrededor del Sol toma fascinantes imágenes de una eyección de masa coronal