Dos de nosotros


“You and I have memories
longer than the road
that stretches out ahead.
Two of us wearing raincoats,
standing solo in the sun.
You and me chasing paper,
getting nowhere
on our way back home.”

Como John y Paul, las Voyager 1 y 2 comparten recuerdos más largos que el camino que se extiende muy lejos. Ambas están solas frente al Sol, y van hacia ningún lugar en su camino a casa. Pueden encontrar información sobre dónde están ahora las Voyager 1 y 2, qué instrumentos tienen prendidos, y qué están midiendo, en esta página de NASA (esta otra página de NASA también tiene visualizaciones excelentes de la posición en tiempo real de ambas sondas).

La historia de la exploración espacial es larga, y cada año la calidad de los datos supera a la de años anteriores. Pero en este posteo me voy a limitar a mostrar dos efectos que vimos en clase, usando datos de las primeras misiones espaciales que observaron en forma clara ambos efectos. Un poco por romanticimo, pero también para poner los resultados en contexto histórico.

Antes de las Voyager 1 y 2, la NASA construyó 10 sondas llamadas Mariner que visitaron Venus, Marte y Mercurio, y realizaron mediciones en el medio interplanetario. Los datos del medio interplanetario de las Mariner fueron tan interesantes que luego se lanzaron otras dos sondas (Helios 1 y 2, en 1974 y 1976 respectivamente) para medir procesos asociados a la física solar y del medio interplanetario. Y luego, en 1977, las Voyager empezaron a proveer aún más datos. La siguiente figura muestra mediciones de las tres componentes del campo magnético y del campo de velocidad del plasma para datos de Helios 2 a la derecha, y de Mariner 5 a la izquierda:

La figura está tomada de “The Solar Wind as a Turbulence Laboratory“, un review de Roberto Bruno y Vincenzo Carbone (los datos de la derecha son de un paper de Belcher y Soldyna de 1975). Noten la fuerte correlación entre las componentes de la velocidad y el campo magnético: el medio interplanetario está, en muchas situaciones, en un estado alfvénico. Hoy la evidencia de este fenómeno es muchísima, y los interesados pueden mirar la página de una de las más recientes misiones espaciales para estudiar física solar.

Todas estas mediciones permitieron también calcular el espectro de energía de las fluctuaciones del campo magnético en el medio interplanetario, y para la sorpresa (o no) de muchos, tiene un rango inercial sospechosamente parecido al espectro de Kolmogorov (la figura está tomada del mismo review, hoy existen mediciones que permiten observar escalas espaciales y temporales mucho más pequeñas, y muestran que el rango inercial compatible con el espectro de Kolmogorov es seguido por otro espectro asociado a procesos físicos del plasma que forma el viento solar):

El otro fenómeno que vimos en clase es que en presencia de helicidad magnética, los campos magnéticos en un medio conductor tienen a decaer a estados force-free. Esto también se observa en la corona solar, a tal punto que el campo magnético en la corona puede reconstruirse a partir de mediciones en la superficie usando que el campo magnético está muy cerca de ser force-free. La siguiente figura, tomada de otro review, muestra un ejemplo de una reconstrucción de este tipo:

Tomen un Jumbo, crucen el charco


Antes de adentrarnos (en el próximo posteo) en fenómenos no lineales en contextos espaciales y astrofísicos, despidamos a la turbulencia atmosférica con dos videos. La mayoría de las personas asocia la turbulencia con un fenómeno bastante particular: la turbulencia de aire claro, que cada tanto sacude a los aviones durante el vuelo:


Esta asociación no es incorrecta, porque como vimos en clase, esta es (entre otras) una de las consecuencias palpables de la turbulencia de pequeña escala en la atmósfera. Pero hay otra consecuencia bastante mas benévola de la turbulencia atmosférica, y que nos acerca de a poco a los fenómenos espaciales que estuvimos viendo en las últimas clases. El centelleo de las estrellas que vemos en la noche (cuando estamos en lugares donde se pueden ver estrellas) también es el resultado de la turbulencia atmosférica:


Así que recuerden: cuando ven a las estrellas parpadear, en cierta forma están viendo el espectro de Kolmogorov.