Las universidades en los EE. UU. Han discutido durante mucho tiempo sobre quién posee el tambor más grande del mundo. Las afirmaciones infundadas sobre el título incluyen "Purdue Big Bass Drum" y "Big Bertha", que curiosamente recibió su nombre del cañón alemán de la Primera Guerra Mundial y terminó volviéndose radioactivo durante el Proyecto Manhattan.

Desafortunadamente para los estadounidenses, sin embargo, el Libro Guinness de los récords mundiales dice que un tambor tradicional coreano "CheonGo" tiene el verdadero título. Esto tiene más de 5,5 metros de diámetro, unos seis metros de altura y pesa más de siete toneladas. Pero mis últimos resultados científicos, recién publicado en Comunicaciones de la naturaleza , han dejado boquiabiertos a todos los contendientes. Eso es porque el tambor más grande del mundo es en realidad varias decenas de veces más grande que nuestro planeta, y existe en el espacio.

Puede pensar que esto es una tontería. Pero el campo magnético (magnetosfera) que rodea la Tierra, protegiéndonos al desviar el viento solar alrededor del planeta, es un gigantesco y complicado instrumento musical. Hace 50 años que sabemos que los tipos de ondas sonoras magnéticas débiles pueden rebotar y resonar en este entorno. formando notas bien definidas exactamente de la misma manera que lo hacen los instrumentos de viento y de cuerda. Pero estas notas se forman en frecuencias decenas de miles de veces más bajas de las que podemos escuchar con nuestros oídos. Y este instrumento parecido a un tambor dentro de nuestra magnetosfera nos ha eludido durante mucho tiempo, hasta ahora.

Membrana magnética masiva

La característica clave de un tambor es su superficie, técnicamente conocida como membrana (los tambores también se conocen como membranófonos). Cuando golpeas esta superficie, las ondas pueden extenderse a través de él y reflejarse en los bordes fijos. Las ondas originales y reflejadas pueden interferir reforzándose o anulándose entre sí. Esto conduce a "patrones de ondas estacionarias", en el que puntos específicos parecen estar inmóviles mientras otros vibran hacia adelante y hacia atrás. Los patrones específicos y sus frecuencias asociadas están determinados completamente por la forma de la superficie del tambor. De hecho, la pregunta "¿Se puede oír la forma de un tambor?" ha intrigado a los matemáticos desde la década de 1960 hasta la actualidad.

El límite exterior de la magnetosfera de la Tierra, conocida como la magnetopausa, se comporta de forma muy parecida a una membrana elástica. Crece o se encoge dependiendo de la fuerza variable del viento solar, y estos cambios a menudo desencadenan ondulaciones u ondas superficiales que se extienden a través del límite. Si bien los científicos a menudo se han centrado en cómo estas ondas viajan por los lados de la magnetosfera, también deben viajar hacia los polos magnéticos.

Los físicos a menudo toman problemas complicados y los simplifican considerablemente para obtener información. Este enfoque ayudó a los teóricos hace 45 años a demostrar por primera vez que estas ondas superficiales de hecho podrían reflejarse, haciendo que la magnetosfera vibre como un tambor. Pero no estaba claro si eliminar algunas de las simplificaciones de la teoría podría impedir que el tambor fuera posible.

También resultó muy difícil encontrar evidencia de observación convincente para esta teoría a partir de datos satelitales. En física espacial, a diferencia de la astronomía, normalmente estamos tratando con lo completamente invisible. No podemos simplemente tomar una foto de lo que sucede en todas partes, tenemos que enviar satélites y medirlo. Pero eso significa que solo sabemos lo que está sucediendo en los lugares donde hay satélites. El enigma es a menudo si los satélites están en el lugar correcto en el momento adecuado para encontrar lo que estás buscando.

En los ultimos años, mis colegas y yo hemos estado desarrollando aún más la teoría de este tambor magnético para darnos firmas comprobables para buscar en nuestros datos. Pudimos llegar a algunos criterios estrictos que pensamos que podrían proporcionar evidencia de estas oscilaciones. Básicamente significaba que necesitábamos al menos cuatro satélites seguidos cerca de la magnetopausa.

Agradecidamente, La misión THEMIS de la NASA nos dio no cuatro sino cinco satélites para jugar. Todo lo que teníamos que hacer era encontrar el evento de conducción adecuado, equivalente a la baqueta golpeando el tambor, y medir cómo se movió la superficie en respuesta y qué sonidos creó. El evento en cuestión fue un chorro de partículas de alta velocidad que chocó impulsivamente contra la magnetopausa. Una vez que tuvimos eso, todo encajó casi a la perfección. Incluso hemos recreado cómo suena realmente el tambor (ver el video de arriba).

Esta investigación realmente demuestra lo complicada que puede ser la ciencia en la realidad. Algo que suena relativamente sencillo nos ha llevado 45 años demostrarlo. Y este viaje está lejos de terminar hay mucho más trabajo por hacer para descubrir con qué frecuencia ocurren estas vibraciones de tambor (tanto aquí en la Tierra como potencialmente en otros planetas, también) y cuáles son sus consecuencias en nuestro entorno espacial.

En última instancia, esto nos ayudará a desentrañar qué tipo de ritmo produce la magnetosfera con el tiempo. Como ex DJ, No puedo esperar, me encanta un buen ritmo.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.