15/12/2021
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La percepción de vivir en una burbuja generalmente se asocia con connotaciones negativas, pero toda la vida en la Tierra depende de la burbuja segura creada por nuestro campo magnético. Comprender cómo se genera el campo, cómo nos protege y cómo a veces da camino a partículas cargadas del viento solar no es solo una cuestión de interés científico, sino también una cuestión de seguridad. Usando información de las misiones Cluster y Swarm de la ESA junto con mediciones desde el suelo, los científicos han podido, por primera vez, confirmar que los flujos masivos en ráfagas curiosamente llamados están sin rodeos relacionados con cambios abruptos en el campo magnético cerca de la superficie de la Tierra, lo que puede ocasionar Daños en tuberías y líneas eléctricas.
La magnetosfera es una región en el espacio con forma de lágrima que comienza a unos 65 000 km de la Tierra en el lado diurno y se extiende a más de 6 000 000 km en el lado nocturno. Se forma a través de interacciones entre el campo magnético de la Tierra y el viento supersónico que fluye desde el Sol.
Estas interacciones son extremadamente dinámicas y comprenden configuraciones complicadas de campos magnéticos y sistemas de corriente eléctrica. Ciertas condiciones solares, conocidas como clima espacial, pueden ocasionar estragos en la magnetosfera al impulsar partículas y corrientes altamente energéticas alrededor del sistema, a veces interrumpiendo el hardware basado en el espacio, las redes de comunicación terrestres y los sistemas de energía.
En una órbita elíptica alrededor de la Tierra, a una distancia de hasta 100 000 km, la exclusiva misión Cluster de cuatro naves espaciales de la ESA ha estado revelando los secretos de nuestro entorno magnético desde el año 2000. Sorprendentemente, la misión aún goza de excelente salud y aún permite nuevos descubrimientos en el campo de la heliofísica: la ciencia que examina la relación entre el Sol y los cuerpos del Sistema Solar, en este caso, la Tierra.
Lanzado en 2013, el trío de satélites Swarm de la ESA orbita mucho más cerca de la Tierra y se utiliza en gran medida para comprender cómo se genera nuestro campo magnético al medir con precisión las señales magnéticas que provienen del núcleo, el manto, la corteza y los océanos de la Tierra, así como de la ionosfera. y magnetosfera. Sin embargo, Swarm también está generando nuevos conocimientos sobre el clima en el espacio.
La complementariedad de estas dos misiones, que forman parte del Observatorio de Heliofísica de la ESA, brinda a los científicos una oportunidad única de profundizar en la magnetosfera de la Tierra y comprender mejor los riesgos del clima espacial.
en un papel publicado en Cartas de investigación geofísica, los científicos describen cómo usaron datos de Cluster y Swarm junto con mediciones de instrumentos terrestres para examinar la conexión entre tormentas solares, flujos masivos en ráfagas en la magnetosfera interna y perturbaciones en el campo magnético a nivel del suelo que impulsan ‘corrientes inducidas geomagnéticamente’ sobre y debajo de la superficie de la Tierra.
La teoría era que los cambios intensos en el campo geomagnético que impulsan las corrientes inducidas geomagnéticamente están asociados con corrientes que fluyen a lo largo de la dirección del campo magnético, impulsadas por flujos masivos en ráfagas, que son ráfagas rápidas de iones que generalmente viajan a más de 150 km por segundo. Estas corrientes alineadas con el campo unen la ionosfera y la magnetosfera y pasan a través de las ubicaciones tanto del Cúmulo como del Enjambre. Hasta ahora esta teoría no había sido confirmada.
Malcolm Dunlop, del Laboratorio Rutherford Appleton en el Reino Unido, explicó: “Usamos el ejemplo de una tormenta solar en 2015 para nuestra investigación. Los datos de Cluster nos permitieron examinar flujos masivos en ráfagas (ráfagas de partículas en la cola magnética) que contribuyen a la convección a gran escala de material hacia la Tierra durante tiempos geomagnéticamente activos, y que están asociados con características en las auroras boreales conocidas como serpentinas aurorales. Los datos de Swarm mostraron grandes perturbaciones correspondientes más cerca de la Tierra asociadas con la conexión de corrientes alineadas con el campo de las regiones exteriores que contienen los flujos.
«Junto con otras mediciones tomadas desde la superficie de la Tierra, pudimos confirmar que las intensas perturbaciones del campo magnético cerca de la Tierra están conectadas con la llegada de flujos masivos en ráfagas más allá en el espacio».
Reconexión magnética en la magnetosfera terrestre
La gerente de la misión Swarm de la ESA, Anja Strømme, agregó: «Gracias a que ambas misiones se extendieron mucho más allá de sus vidas planificadas y, por lo tanto, tener ambas misiones en órbita simultáneamente, nos permitió realizar estos hallazgos».
Si bien este descubrimiento científico puede parecer algo académico, hay beneficios reales para la sociedad.
El Sol baña nuestro planeta con la luz y el calor necesarios para sustentar la vida, pero también nos bombardea con peligrosas partículas cargadas en el viento solar. Estas partículas cargadas pueden dañar las redes de comunicación y los sistemas de navegación, como GPS y satélites, de los cuales dependemos para obtener servicios e información en nuestra vida diaria.
Como se discute en el documento, estas tormentas pueden afectar la superficie y el subsuelo de la Tierra, lo que provoca cortes de energía, como el gran apagón que sufrió Quebec en Canadá en 1989.
Con una infraestructura en rápido crecimiento, tanto en tierra como en el espacio, que respalda la vida moderna, existe una necesidad cada vez mayor de comprender y monitorear el clima en el espacio para adoptar estrategias de mitigación adecuadas.
Alexi Glover, de la Oficina de Clima Espacial de la ESA, dijo: “Estos nuevos resultados ayudan a mejorar nuestra comprensión de los procesos dentro de la magnetosfera que pueden conducir a condiciones climáticas espaciales potencialmente peligrosas. Comprender estos fenómenos y sus efectos potenciales es esencial para desarrollar servicios confiables para los usuarios finales que operan infraestructura potencialmente sensible”.
