Durante muchos años, Los científicos asumieron que la aurora vista alrededor del polo norte era idéntica a la aurora vista alrededor del polo sur. Los polos están conectados por líneas de campo magnético y las exhibiciones de auroras son causadas por partículas cargadas que fluyen a lo largo de estas líneas de campo. Debido a que las partículas cargadas siguen estas líneas de campo, tendría sentido que las auroras fueran imágenes especulares entre sí.

Sin embargo, en 2009, Los científicos descubrieron que la aurora puede verse de manera diferente alrededor del polo norte y el polo sur, incluso tener diferentes formas y ocurrir en diferentes ubicaciones, un fenómeno llamado asimetría.

Ahora, un nuevo estudio en el Revista de investigación geofísica :Física espacial, una publicación de la American Geophysical Union, explica cómo se produce esta asimetría y causa las diferencias en las exhibiciones de auroras cerca de los polos de la Tierra. La nueva investigación encuentra que las diferencias en las auroras probablemente sean causadas por la compresión de la cola magnética de la Tierra, una cola magnética que se extiende lejos de nuestro planeta, por el viento solar y el campo magnético del Sol.

Cuando el campo magnético solar que llega a la Tierra apunta en dirección este-oeste, interactúa con el campo magnético de la Tierra de manera diferente en el norte y en el sur. Esto conduce a una carga asimétrica de presión sobre el campo magnético de la Tierra e introduce una inclinación en el campo magnético de la Tierra en el lado nocturno de la Tierra. La inclinación explica por qué a veces las auroras pueden tener diferentes formas y ocurrir en diferentes ubicaciones en las dos regiones polares.

El nuevo hallazgo contradice las teorías anteriores sobre la asimetría, lo que sugirió que fue causado por la separación y reconexión de las líneas del campo magnético en la cola magnética de la Tierra, un proceso llamado reconexión de la cola. El nuevo estudio encuentra que, De hecho, la reconexión de la cola reduce esta asimetría.

"La razón por la que esto es emocionante es que antes pensamos que la asimetría en el sistema entra en la magnetosfera por un mecanismo llamado reconexión de la cola, "dijo Anders Ohma, un doctorado candidato en la Universidad de Bergen en Noruega, y autor principal del nuevo estudio. "Lo que muestra este artículo es que es posible que en realidad sea lo contrario:esta reconexión en la cola magnética en realidad está reduciendo la asimetría".

La nueva investigación no solo explica por qué las luces del norte y del sur parecen diferentes en el cielo nocturno, pero también ayuda a los científicos a comprender mejor las interacciones entre la Tierra y el Sol. Este conocimiento es importante para predecir con precisión la ubicación y el momento de los eventos meteorológicos espaciales, que puede causar estragos en nuestras redes eléctricas, satélites y astronautas en el espacio.

Un artículo relacionado en la revista Annales Geophysicae detalla la asimetría observada durante una tormenta geomagnética en agosto de 2001, y demuestra la importancia de considerar el geoespacio, o las interacciones entre el Sol y la Tierra, como un sistema asimétrico.

"Sin incluir estas asimetrías, nuestra comprensión del sistema Sol-Tierra estará lejos de ser completa y los modelos no podrán predecir con precisión la ubicación y el momento de los fenómenos geoespaciales, "dijo Nikolai Østgaard, profesor y director del Centro Birkeland de Ciencias Espaciales de la Universidad de Bergen en Noruega, y autor principal del estudio en Annales Geophysicae .

Generando aurora

El núcleo de la Tierra genera un campo magnético que se extiende hacia el espacio exterior alrededor de nuestro planeta, formando un escudo magnético llamado magnetosfera que protege a la Tierra de las partículas cargadas que salen del Sol. El Sol emite su propio campo magnético, llamado campo magnético interplanetario, o el FMI, que es transportado por el viento solar e interactúa con el campo magnético de la Tierra.

Durante ciertas condiciones, en el lado diurno de la Tierra, Las líneas del campo magnético interplanetario del Sol y las líneas del campo magnético de la Tierra pueden romperse y cruzarse, conectando el campo magnético de la Tierra al FMI. El viento solar que fluye desde el Sol mueve estas líneas de campo cruzadas hacia el lado nocturno de la Tierra y las estira en una cola, llamada cola magnética, que se extiende lejos de la Tierra.

Finalmente, estas líneas de campo cruzadas se separan y las líneas de campo de la Tierra se vuelven a unir con las líneas de campo de la Tierra, y las líneas de campo del FMI se vuelven a unir con las líneas de campo del FMI. Una vez que las líneas de campo están cerradas, regresan hacia la Tierra, acelerando las partículas cercanas y provocando la aparición de auroras en la atmósfera superior de la Tierra.

Debido a que estas líneas de campo pueden no ser las líneas de campo conectadas originalmente entre sí, Los científicos pensaron que estas nuevas líneas de campo pueden no estar alineadas simétricamente, y podría retorcerse y conectarse a la Tierra en diferentes lugares del hemisferio norte y sur. Pensaron que era esta reconexión de la cola la que causaba las diferencias en las auroras en los hemisferios norte y sur.

Pero, la nueva investigación muestra que este no es el caso. El nuevo estudio examinó múltiples imágenes de auroras asimétricas en los hemisferios norte y sur al mismo tiempo y cómo estas auroras evolucionaron con el tiempo. para que pudieran ver el mismo fenómeno sucediendo una y otra vez. Luego lo relacionaron con la actividad en la cola magnética.

El nuevo estudio muestra que la asimetría auroral se reduce a medida que avanza la reconexión de la cola. Más lejos, la asimetría persiste incluso si ocurre poca o ninguna reconexión. Entonces, el nuevo estudio muestra, la reconexión de la cola no es responsable de la asimetría.

En lugar de, La nueva investigación encuentra que son las diferencias en la presión que se ejerce sobre la cola magnética las que causan estas diferencias aurorales. La cola magnética está siendo presionada constantemente por el viento solar y el FMI, y es este apretón no uniforme desde diferentes direcciones lo que está causando las diferencias en las exhibiciones de auroras en los dos polos. La compresión depende de la orientación del FMI.

"Este estudio explica cómo se crean las asimetrías y cómo se eliminan, y es exactamente lo contrario de lo que muchos investigadores y yo pensamos, "dijo Mike Liemohn, editor en jefe de JGR-Física espacial . "Por lo tanto, este resultado es algo importante ".