Crédito de la imagen: NASA.
Los investigadores han descubierto que se pueden formar grietas temporales en el campo magnético de la Tierra que pueden permitir que parte de la energía del viento solar se filtre e interrumpa la electrónica y las comunicaciones. Estas observaciones se realizaron utilizando el Imager de la NASA para el satélite de Exploración Global de Magnetopausa a Aurora (IMAGE), que rastreó una gran aurora durante varias horas. Los satélites Cluster de la ESA sobrevolaron el mismo lugar y detectaron una corriente de iones que se deslizaba a través de una grieta que normalmente debería haber sido desviada por la magnetosfera de la Tierra.
Inmensas grietas en el campo magnético de la Tierra permanecen abiertas durante horas, lo que permite que el viento solar brote y alimente el clima espacial tormentoso, según las nuevas observaciones de los satélites IMAGE y Cluster.
Las grietas se detectaron antes, pero los investigadores ahora saben que pueden permanecer abiertas durante largos períodos, en lugar de abrirse y cerrarse solo por breves intervalos. Se espera que este nuevo descubrimiento sobre cómo se rompe el escudo magnético de la Tierra ayude a los físicos espaciales a dar mejores estimaciones de los efectos del clima espacial severo.
'Descubrimos que nuestro escudo magnético tiene corrientes de aire, como una casa con una ventana atascada durante una tormenta', dijo el Dr. Harald Frey de la Universidad de California, Berkeley, autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 4 de diciembre en Nature. . “La casa desvía la mayor parte de la tormenta, pero el sofá está arruinado. De manera similar, nuestro escudo magnético se lleva la peor parte de las tormentas espaciales, pero algo de energía se desliza continuamente por sus grietas, a veces lo suficiente como para causar problemas con los satélites, las comunicaciones por radio y los sistemas de energía '.
'El nuevo conocimiento de que las grietas están abiertas durante largos períodos, en lugar de abrirse y cerrarse esporádicamente, se puede incorporar a nuestros modelos informáticos de pronóstico del tiempo espacial para predecir con mayor precisión cómo nuestro clima espacial se ve influenciado por eventos violentos en el Sol', dijo el Dr. Tai Phan, también de UC Berkeley, coautor del artículo de Nature.
El viento solar es una corriente de partículas cargadas eléctricamente (electrones e iones) que sopla constantemente desde el Sol (Imagen 1). El viento solar transfiere energía del Sol a la Tierra a través de los campos magnéticos que transporta y su alta velocidad (cientos de millas / kilómetros por segundo). Puede ponerse racheado durante eventos solares violentos, como eyecciones de masa coronal (CME), que pueden disparar mil millones de toneladas de gas electrificado al espacio a millones de millas por hora.
La Tierra tiene un campo magnético que se extiende en el espacio por decenas de miles de millas, rodeando al planeta y formando una barrera protectora para las partículas y los campos magnéticos enmarañados que el Sol lanza hacia él durante las CME. Sin embargo, las tormentas espaciales, que pueden arrojar 1.000 millones de vatios, más que la capacidad total de generación de electricidad de Estados Unidos, en el campo magnético de la Tierra, indicaron que el escudo no era impenetrable.
En 1961, el Dr. Jim Dungey del Imperial College, Reino Unido, predijo que se podrían formar grietas en el escudo magnético cuando el viento solar contuviera un campo magnético que estuviera orientado en la dirección opuesta a una porción del campo de la Tierra. En estas regiones, los dos campos magnéticos se interconectarían a través de un proceso conocido como 'reconexión magnética', formando una grieta en el escudo a través de la cual podrían fluir las partículas cargadas eléctricamente del viento solar. (La imagen 2 ilustra la formación de la grieta, y la animación 1 muestra cómo las partículas del viento solar fluyen a través de la grieta siguiendo líneas de campo magnético invisible). En 1979, el Dr. Goetz Paschmann, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemania, detectó las grietas utilizando la nave espacial International Sun Earth Explorer (ISEE). Sin embargo, dado que esta nave espacial solo pasó brevemente a través de las grietas durante su órbita, se desconocía si las grietas eran características temporales o si se mantenían estables durante largos períodos.
En las nuevas observaciones, el Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) reveló un área casi del tamaño de California en la atmósfera superior ártica (ionosfera) donde una aurora de 'protones' de 75 megavatios se encendió durante horas (Imagen 4). Esta aurora, lo suficientemente enérgica como para alimentar a 75.000 hogares, era diferente de la aurora visible conocida como las luces del norte y del sur. Fue generado por partículas pesadas (iones) que golpean la atmósfera superior y hacen que emita luz ultravioleta, que es invisible para el ojo humano pero detectable por el generador de imágenes ultravioleta lejano en IMAGE. (La Imagen 6 y la Animación 4 muestran las observaciones de IMAGE de la aurora de protones).
Mientras IMAGE grababa la aurora, la constelación del cúmulo de 4 satélites voló muy por encima de IMAGE, directamente a través de la grieta, y detectó iones de viento solar fluyendo a través de ella (Imagen 5). Normalmente, estos iones del viento solar serían desviados por el escudo de la Tierra (Imagen 3), por lo que la observación de Cluster mostró que había una grieta. Esta corriente de iones de viento solar bombardeó nuestra atmósfera precisamente en la misma región donde IMAGE vio la aurora de protones. El hecho de que IMAGE pudo ver la aurora de protones durante más de 9 horas, hasta que IMAGE progresó en su órbita hasta donde no pudo observar la aurora, implica que la grieta permaneció abierta continuamente. (La animación 2 muestra cómo la nave espacial trabajó en conjunto para revelar la grieta). Estimando a partir de los datos de IMAGE y Cluster, la grieta tenía el doble del tamaño de la Tierra en el límite de nuestro escudo magnético, a unas 38.000 millas (60.000 km) por encima de la superficie del planeta. superficie. Dado que el campo magnético converge al entrar en la Tierra en las regiones polares, la grieta se redujo al tamaño de California cerca de la atmósfera superior.
IMAGE es un satélite de la NASA lanzado el 25 de marzo de 2000 para proporcionar una vista global del espacio alrededor de la Tierra influenciado por el campo magnético de la Tierra. Los satélites Cluster, construidos por la Agencia Espacial Europea y lanzados el 16 de julio de 2000, están haciendo un mapa tridimensional del campo magnético de la Tierra.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA