Imagen del planeta Urano tomada por la nave espacial Voyager 2. La nave espacial Voyager 2 de la NASA sobrevoló de cerca al distante Urano, el séptimo planeta desde el sol, en enero de 1986. Crédito:NASA / JPL
Más de 30 años después de que la Voyager 2 pasara a toda velocidad por Urano, Los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia están utilizando los datos de la nave espacial para aprender más sobre el planeta helado. Su nuevo estudio sugiere que la magnetosfera de Urano, la región definida por el campo magnético del planeta y el material atrapado en su interior, se enciende y apaga como un interruptor de luz todos los días mientras gira junto con el planeta. Está "abierto" en una orientación, permitir que el viento solar fluya hacia la magnetosfera; luego cierra, formando un escudo contra el viento solar y alejándolo del planeta.
Esto es muy diferente de la magnetosfera de la Tierra, que normalmente solo cambia entre abierto y cerrado en respuesta a cambios en el viento solar. El campo magnético de la Tierra está casi alineado con su eje de rotación, haciendo que toda la magnetosfera gire como una peonza junto con la rotación de la Tierra. Dado que la misma alineación de la magnetosfera de la Tierra siempre está mirando hacia el sol, el campo magnético enhebrado en el viento solar siempre presente debe cambiar de dirección para reconfigurar el campo de la Tierra de cerrado a abierto. Esto ocurre con frecuencia con fuertes tormentas solares.
Pero Urano yace y gira de costado, y su campo magnético está torcido, descentrado e inclinado 60 grados desde su eje. Esas características hacen que el campo magnético caiga asimétricamente en relación con la dirección del viento solar a medida que el gigante helado completa su rotación completa de 17.24 horas.
En lugar de que el viento solar dicte un cambio como aquí en la Tierra, Los investigadores dicen que el rápido cambio de rotación de Urano en la intensidad del campo y la orientación conduce a un escenario periódico de apertura-cierre-apertura-cierre a medida que cae a través del viento solar.
"Urano es una pesadilla geométrica, "dijo Carol Paty, el profesor asociado de Georgia Tech que fue coautor del estudio. "El campo magnético cae muy rápido, como un niño dando volteretas cuesta abajo por una colina. Cuando el viento solar magnetizado se encuentra con este campo giratorio de la manera correcta, puede reconectarse y la magnetosfera de Urano pasa de abierto a cerrado para abrirse a diario ".
Paty dice que se predice que esta reconexión del viento solar ocurrirá aguas arriba de la magnetosfera de Urano en un rango de latitudes, con flujo magnético que se cierra en varias partes de la cola magnética retorcida del planeta.
Una imagen compuesta de Urano por la Voyager 2 y dos observaciones diferentes realizadas por el Telescopio Espacial Hubble:una para el anillo y otra para las auroras. Crédito:ESA / Hubble &NASA, L. Lamy / Observatoire de Paris
La reconexión de campos magnéticos es un fenómeno en todo el sistema solar. Ocurre cuando la dirección del campo magnético interplanetario, que proviene del sol y también se conoce como campo magnético heliosférico, es opuesta a la alineación magnetosférica de un planeta. Las líneas de campo magnético se empalman y reorganizan la topología magnética local, permitiendo que una oleada de energía solar ingrese al sistema.
La reconexión magnética es una de las razones de las auroras de la Tierra. Las auroras podrían ser posibles en un rango de latitudes en Urano debido a su campo magnético descentrado, pero la aurora es difícil de observar porque el planeta está a casi 2 mil millones de millas de la Tierra. El telescopio espacial Hubble ocasionalmente obtiene una visión débil, pero no puede medir directamente la magnetosfera de Urano.
Los investigadores de Georgia Tech utilizaron modelos numéricos para simular la magnetosfera global del planeta y predecir ubicaciones favorables para la reconexión. Conectaron los datos recopilados por la Voyager 2 durante su sobrevuelo de cinco días en 1986. Es la única vez que ha visitado una nave espacial.
Los investigadores dicen que aprender más sobre Urano es una clave para descubrir más sobre los planetas más allá de nuestro sistema solar.
"La mayoría de los exoplanetas que se han descubierto también parecen ser gigantes de hielo en tamaño, "dijo Xin Cao, el Doctorado en Tecnología de Georgia candidato en ciencias de la tierra y la atmósfera que dirigió el estudio. "Quizás lo que vemos en Urano y Neptuno es la norma para los planetas:magnetosferas muy singulares y campos magnéticos menos alineados. Comprender cómo estas magnetosferas complejas protegen a los exoplanetas de la radiación estelar es de importancia clave para estudiar la habitabilidad de estos mundos recién descubiertos".
El papel, "Variabilidad diurna y estacional de la magnetosfera de Urano, "se publica actualmente en el Revista de investigación geofísica:física espacial .
