6 de diciembre de 2006

Remolinos magnéticos alimentan a la magnetosfera terrestre

Imagen: ESA

Un equipo de científicos europeos y estadounidenses, liderados por Katariina Nykyri del Colegio Imperial de Londres, Inglaterra, ha encontrado gigantescos remolinos de gas electrificado con un diámetro de 40 000 kilómetros, que son inyectados en el ambiente magnético de la Tierra. Los hallazgos resultaron de las observaciones realizadas con el cuarteto de naves de la misión Cluster de la Agencia Espacial Europea ESA. El campo magnético generado por el núcleo terrestre protege al planeta de las partículas cargadas expelidas por el Sol al medio interplanetario. Sin embargo este escudo sólo es efectivo en forma parcial.

De la misma forme en que un automóvil únicamente puede viajar a través de los caminos y carreteras construidas, este gas cargado eléctricamente (conocido como plasma) puede viajar a lo largo de las líneas del campo magnético y nunca las atraviesa. Para que un automóvil pueda cambiar bruscamente de dirección tiene que tomar un cruce de caminos. Para que una partícula de plasma cambie bruscamente de línea de campo magnético, esto tiene que ser a través de un fenómeno llamado "reconexión". En una reconexión, las líneas del campo magnético espontáneamente se rompen y se unen con otras líneas cercanas. Al suceder esto, el plasma bruscamente es redireccionada a través de las nuevas rutas.

Los científicos conocen que esto sucede en la magnetosfera terrestre por los cambios que se suceden en la capa de plasma. Esta es una de las regiones más profundas del campo magnético terrestre. El plasma en esta capa es usualmente caliente y tenue, mientras que el viento solar es más frío y denso. En cierto tiempo, la capa se llena de plasma frío y denso, a veces en el curso de horas. Para que esto suceda, el plasma del viento solar debe ser capaz de cruzar la frontera del campo magnético terrestre, conocido como magnetopausa.

Hasta ahora, los científicos no tenían evidencia observacional de que la reconexión dentro de estos remolinos contribuía a este proceso. "Preguntarse cómo el viento solar podría infiltrarse en esta capa de plasma es un problema interesante" dice Katariina Nykyri.

Los científicos del estudio investigaron un extraño evento captado por la misión Cluster, el 3 de julio de 2001, en este tiempo, Cluster pasaba por el lado oscuro de la Tierra. En esta región del espacio, el viento solar se resbala por la magnetopausa terrestre, de modo similar a cuando el viento sopla a través de la superficie del océano.

Una observación previa de Cluster, mostró que estos remolinos de plasma podrían cambiar su configuración. Estos remolinos son conocidos como inestabilidades Kelvin-Helmholtz y los científicos sospechan que pudieran ser el lugar de la reconexión magnética pero no habían encontrado evidencia concluyente como en este caso.

La misión Cluster puede reconocer reconexiones magnéticas debido a lo que los investigadores denominan discontinuidades rotacionales. Esto se muestra como cambios bruscos en la dirección del plasma que fluye y el campo magnético. Nykyri encontró estas discontinuidades rotacionales en los datos del 3 de julio de 200l. Para estar segura, ella reanalizó esto en cuatro ocasiones. Se desarrolló un modelo computacional para simular este evento. La computadora mostró los datos de Cluster únicamente podían ser compatibles si los torbellinos eran los causantes de la reconexión magnética.

El trabajo no paro ahí. Nykyri y sus colegas ahora están desarrollando una simulación por computadora más sofisticada para entender el comportamiento tridimensional de los torbellinos. Dice al respecto "esto es un gran desafío" por los procesos numéricos involucrados.

Más información en:
http://www.esa.int/