La magnetosfera terrestre es un “colador”


El cuarteto de satélites de la ESA que estudian la magnetosfera de la Tierra, llamado Cluster, ha descubierto que nuestra burbuja magnética protectora permite que el viento solar entré en un rango más amplio de condiciones del que se creía. El campo magnético de la Tierra es la primera línea de defensa de nuestro planeta contra el bombardeo de viento solar. Esta corriente de plasma es lanzada por el Sol y viaja por todo el Sistema Solar, llevando su propio campo magnético con él.

Dependiendo de cómo el campo del viento solar magnético interplanetario (IMF) se alinee con el campo magnético de la Tierra, fenómenos diferentes pueden surgir en el entorno inmediato de la Tierra.

Un conocido proceso es la reconexión magnética, donde las líneas de campo magnético que apuntan en direcciones opuestas espontáneamente se rompen y vuelven a conectarse con otras líneas de campo cercanas. Esto redirige su carga de plasma a la magnetosfera, abriendo la puerta para el viento solar y permitiendo que llegue a la Tierra.

En determinadas circunstancias esto puede reconducir el “clima espacial”, cómo la generación de auroras espectaculares, interrumpiendo las señales de GPS y afectando a los sistemas terrestres de energía.

En 2006, el Cluster hizo el sorprendente descubrimiento de que enormes remolinos de plasma de 40 000 kilometros remolinos de plasma a lo largo del límite de la magnetosfera (la llamada magnetopausa) podrían permitir que el viento solar  entrara, incluso cuando el campo magnético de la Tierra y el FMI están alineados.

Estos remolinos se encuentra en latitudes bajas y ecuatoriales, donde los campos magnéticos están más estrechamente alineados.

Estos vórtices gigantes son impulsados ​​por un proceso conocido como Efecto Kelvin-Helmholtz (KH), que puede ocurrir en cualquier lugar de la naturaleza cuando dos flujos adyacentes se deslizan entre sí a velocidades diferentes.

Los ejemplos incluyen ondas azotadas por el viento deslizándose por la superficie del océano, o en nubes atmosféricas.

Los análisis de los datos de cluster han encontrado ahora, que las ondas producidas por el efecto KH también pueden ocurrir en un rango más amplio de lugares de  la magnetopausa y cuando el FMI está dispuesto en un número de otras configuraciones, proporcionando un mecanismo para el transporte continuo del viento solar en la magnetosfera de la Tierra.

“Descubrimos que cuando el campo magnético interplanetario era de oeste o hacia el este, las capas límite de la magnetopausa de mayor latitud estaban más sujetas a inestabilidades de KH, en regiones muy distantes de las observaciones anteriores de estas olas”, dice Kyoung-Joo Hwang del Goddard Space Flight Center de la NASA y autor principal del artículo publicado en el Journal of Geophysical Research .

“De hecho, es muy difícil imaginar una situación en la que plasma del viento solar no pueda entrar en la magnetosfera, ya que no es una burbuja magnética perfecta”.

Los resultados confirman las predicciones teóricas y se reproducen mediante simulaciones presentadas por los autores del nuevo estudio.

“El viento solar puede entrar en la magnetosfera en diferentes lugares y bajo diferentes condiciones que no conociamos antes”, dice el co-autor Melvyn Goldstein, también del Centro Goddard para Vuelos Espaciales.

“Eso sugiere que hay una propiedad similar a un tamiz en la magnetopausa que permite que el viento solar fluya continuamente dentro de la magnetosfera”.

El efecto KH también se observa en las magnetosferas de Mercurio y Saturno, y los nuevos resultados sugieren que podría proporcionar un mecanismo posible  de entrada continua de viento solar en las magnetosferas planetarias.

“Las observaciones de estas ondas de frontera han proporcionado un gran avance en nuestra comprensión del viento solar; interacciones de la magnetosfera  que son el eje de la investigación del clima espacial”, dice Matt Taylor, científico del proyecto Cluster de la ESA.

“En este caso, la separación relativamente pequeña de los cuatro satélites Cluster, mientras pasan a través de la magnetopausa diurna de alta latitud, proporcionó una mirada microscópica a los procesos desgarrando la magnetopausa y permitiendo ver la entrada directa a la atmósfera a partículas solares.” 

Enlace original: Earth’s magnetosphere behaves like a sieve

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