La brillante aurora boreal es capturada sobre Yukon, Canadá, durante una tormenta geomagnética. Crédito:Joseph Bradley
Más allá de la atmósfera terrestre hay remolinos de nubes de partículas energizadas, iones y electrones, que emanan del sol. Este "viento solar" golpea la magnetosfera, el campo de fuerza magnética que rodea la Tierra.
De la misma manera que los vientos y las tormentas crean clima en nuestra atmósfera, Las fuertes ráfagas de viento solar que penetran en la magnetosfera pueden generar tormentas magnéticas con poderosas corrientes eléctricas que pueden impactar nuestras vidas.
Un nuevo estudio realizado por el equipo de la misión THEMIS de la NASA, dirigido por Vassilis Angelopoulos, un profesor de física espacial de la UCLA, es el primero en demostrar que tales tormentas pueden originarse mucho más cerca de la Tierra de lo que se pensaba anteriormente. superposición con las órbitas del clima crítico, comunicaciones y satélites GPS. Los hallazgos del equipo se publican en la revista Física de la naturaleza .
Las tormentas magnéticas pueden producir auroras boreales deslumbrantes o partículas peligrosas que se precipitan hacia las naves espaciales y los astronautas. sacándolos fuera de servicio. Bajo ciertas condiciones, las tormentas magnéticas pueden desactivar la red eléctrica, interrumpir las comunicaciones por radio y corroer las tuberías, incluso creando auroras extremas visibles cerca del ecuador.
"Al estudiar la magnetosfera, Mejoramos nuestras posibilidades de hacer frente al mayor peligro para la humanidad al aventurarse en el espacio:tormentas impulsadas por el sol, "Dijo Angelopoulos.
Un incidente que ilustra el dramático poder de las tormentas magnéticas ocurrió en 1921, cuando tal tormenta interrumpió las comunicaciones telegráficas y provocó cortes de energía que resultaron en una estación de tren de la ciudad de Nueva York incendiada hasta los cimientos. Y en 1972, los astronautas del Apolo 16 y 17 se perdieron por poco lo que podría haber sido una erupción solar letal. Estos incidentes subrayan los peligros potenciales que deben evaluarse a medida que más humanos se aventuran en órbita. Si una tormenta similar ocurriera hoy, un estudio separado estimado, Las pérdidas económicas en los EE. UU. debido a apagones eléctricos solo podrían superar los $ 40 mil millones por día.
Magnetosfera de la Tierra durante una tormenta magnética. A la derecha, tres satélites presenciaron la reconexión cerca de la órbita geosincrónica donde residen muchos otros satélites críticos. La "X" roja identifica el sitio de reconexión, y las flechas amarillas indican la dirección de salidas explosivas de partículas energizadas hacia y desde la Tierra. Los electrones dirigidos a la Tierra (que se muestran en rojo y rosa) transportan energía a lo largo de las líneas del campo magnético para alimentar la aurora en los polos norte y sur de la Tierra. Estos electrones energizados fueron detectados por un satélite meteorológico (centro). Crédito:Emmanuel Masongsong / UCLA
La forma en que las corrientes eléctricas en el espacio influyen en las auroras y las tormentas magnéticas se ha debatido durante mucho tiempo en la comunidad de la física espacial. Debido a que las tormentas ocurren con poca frecuencia y la cobertura satelital es escasa, Ha sido difícil para los investigadores detectar el proceso dinámico que impulsa esas tormentas.
Cuando la energía magnética del viento solar se transfiere a la magnetosfera, se acumula hasta que se convierte en calor y aceleración de partículas a través de un proceso llamado reconexión magnética. Después de décadas de estudio, Aún no está claro para los investigadores dónde ocurre exactamente la reconexión magnética durante las tormentas.
Observaciones recientes de múltiples satélites han demostrado que las tormentas magnéticas pueden iniciarse por reconexión magnética mucho más cerca de la Tierra de lo que se creía posible. Los tres satélites THEMIS de la NASA observaron una reconexión magnética a solo tres o cuatro diámetros terrestres de distancia. Los investigadores no esperaban que esto pudiera suceder en la configuración del campo magnético comparativamente estable cerca de la Tierra.
Más tarde, un satélite meteorológico, que estaba más cerca de la Tierra en órbita geoestacionaria, detectaron partículas energizadas asociadas con tormentas magnéticas.
El satélite meteorológico demostró que esta reconexión cercana a la Tierra estimuló la aceleración de iones y electrones a altas energías, lo que representa un peligro para cientos de satélites que operan en esta órbita común. Estas partículas pueden dañar la electrónica y el ADN humano, aumentando el riesgo de intoxicación por radiación y cáncer para los astronautas. Algunas partículas incluso pueden ingresar a la atmósfera y afectar a los pasajeros de las aerolíneas.
"Solo con mediciones tan directas de la reconexión magnética y los flujos de energía resultantes podríamos probar de manera convincente un mecanismo tan inesperado de generación de energía de tormentas". "dijo Angelopoulos, quien es el autor principal del artículo. "Al capturar este evento poco común, más cerca de la Tierra que nunca antes detectado, nos obliga a revisar los supuestos anteriores sobre el proceso de reconexión ".
Este descubrimiento ayudará a los científicos a perfeccionar los modelos predictivos de cómo responde la magnetosfera al viento solar. proporcionando valiosas horas extra o incluso días para preparar satélites, los astronautas y la red de energía para el próximo "grande" en el espacio.
