16 dic 2008

Una grieta gigante en el campo magnético de la Tierra

Una grieta gigante en el campo magnético de la Tierra


Una grieta gigante en el campo magnético de la Tierra
Las cinco sondas espaciales THEMIS, de la NASA, han descubierto una grieta en el campo magnético de la Tierra que es diez veces más grande de lo que anteriormente se pensaba posible. Los investigadores están asombrados por la extraña e inesperada manera en que se ha formado.
NASA
Dic. 16, 2008: Las cinco sondas espaciales THEMIS, de la NASA, han descubierto una grieta en el campo magnético de la Tierra que es diez veces más grande de lo que anteriormente se pensaba posible. El viento solar puede fluir a través de esta abertura y "cargar" la magnetósfera para que desencadene poderosas tormentas geomagnéticas. Sin embargo, la grieta en sí misma no es la sorpresa más grande. Los investigadores están aún más asombrados por la extraña e inesperada manera en que se ha formado, lo cual da por tierra ideas sobre la física espacial que se han conservado durante mucho tiempo.
"En un principio, no lo creía", dijo el científico del proyecto THEMIS, David Sibeck, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. "Este hallazgo altera radicalmente nuestro entendimiento de las interacciones que tienen lugar entre el viento solar y la magnetósfera".
La magnetósfera es una "burbuja" magnética que rodea a la Tierra y que nos protege del viento solar. La exploración de esta burbuja es uno de los objetivos clave de la misión THEMIS, la cual fue lanzada en el mes de febrero de 2007. El gran descubrimiento se produjo el 3 de junio de 2007, cuando de manera accidental las cinco sondas pasaron a través de la grieta, justo cuando ésta se estaba abriendo. Sensores ubicados en las sondas registraron un torrente de partículas de viento solar que se dirigía hacia el interior de la magnetósfera, lo cual indica que se trata de un evento de magnitud e importancia inesperados.
Derecha: Concepto artístico de una de las sondas THEMIS explorando el espacio que rodea a la Tierra. [Más información]
"La abertura era enorme —cuatro veces más amplia que la Tierra misma", dijo el físico espacial Wenhui Li, de la Universidad de New Hampshire, quien ha estado analizando los datos. Jimmy Raeder, colega de Li, y también de New Hampshire, dijo, "1027 partículas por segundo fluían hacia el interior de la magnetósfera —eso es un 1 seguido de 27 ceros. Este tipo de influjo es de un orden de magnitud mayor de lo que creíamos posible".
El evento comenzó con escasa advertencia cuando una gran ráfaga de viento solar arrojó un manojo de campos magnéticos desde el Sol hasta la Tierra. Como un pulpo que enreda sus tentáculos alrededor de una almeja, los campos magnéticos solares se distribuyeron alrededor de la magnetósfera hasta provocar la grieta. La falla se produjo por medio de un proceso conocido como "reconexión magnética". Muy por encima de los polos de la Tierra, campos magnéticos solares y terrestres se acoplan (se reconectan) y forman conductos de flujo para el viento solar. Los conductos sobre el Ártico y la Antártida rápidamente se expandieron; en pocos minutos cubrieron el Ecuador de la Tierra, creando de esta manera la grieta magnética más grande jamás registrada por una sonda espacial en órbita alrededor de la Tierra.
Arriba: Un modelo, realizado por computadora, del flujo del viento solar alrededor del campo magnético de la Tierra, el 3 de junio de 2007. Los colores del fondo representan la densidad del viento solar; el rojo indica alta densidad, el azul indica baja densidad. Las líneas negras trazan los límites externos del campo magnético de la Tierra. Obsérvese la capa de material relativamente denso que indican las puntas de las flechas blancas; ése es el viento solar que penetra en el campo magnético de la Tierra a través de la grieta. Crédito: Jimmy Raeder/UNH. [Imagen ampliada]
El tamaño de la grieta sorprendió a los investigadores. "Hemos visto cosas como esta anteriormente", dijo Raeder, "pero nunca en una escala tan grande. Toda la parte de día de la magnetósfera estaba abierta para el viento solar".
Las circunstancias fueron aún más sorprendentes. Los físicos espaciales han creído durante mucho tiempo que los agujeros en la magnetósfera de la Tierra se crean únicamente como respuesta a campos magnéticos solares que apuntan hacia el Sur. Sin embargo, la gran grieta de junio de 2007 se creó como respuesta a un campo magnético solar que apuntaba hacia el Norte.

"Para alguien inexperto, esto puede sonar como algo sin importancia pero, para un físico del espacio, es de alcances sísmicos", dijo Sibeck. "Cuando comento esto a mis colegas, la mayoría reacciona con escepticismo, como si estuviese tratando de convencerlos de que el Sol sale por el Oeste". Es por ello que no lo creen: el viento solar presiona la magnetósfera de la Tierra casi directamente por encima del Ecuador, en donde el campo magnético de nuestro planeta apunta hacia el Norte. Suponga entonces que un paquete de magnetismo solar se precipita, y que apunta también hacia el Norte. Los dos campos deberían de reforzarse mutuamente, fortaleciendo las defensas del campo magnético terrestre y cerrando la puerta de entrada al viento solar. En el lenguaje de la física del espacio, un campo magnético solar que apunta hacia el Norte se conoce como un "IMF del Norte" —Northern Interplanetary Magnetic Field o Campo Magnético Interplanetario del Norte, en idioma español— y es sinónimo de ¡escudos arriba!


"Así, imagine nuestra sorpresa cuando al llegar un IMF del Norte, los escudos bajaron en lugar de subir", dijo Sibeck. "Esto le da un giro completo a nuestro entendimiento de las cosas".
De hecho, los eventos "IMF del Norte" en verdad no desencadenan tormentas geomagnéticas, comenta Raeder; sin embargo, sí establecen el escenario propicio para las tormentas a través de la saturación de la magnetósfera con plasma. Una magnetósfera cargada promueve auroras, interrupciones eléctricas y otras perturbaciones que pueden aparecer cuando, por ejemplo, una CME (Coronal Mass Ejection o Eyección de Masa Coronal, en idioma español) llega a la Tierra.
Los próximos años pueden ser especialmente agitados. Raeder explica: "Estamos entrando al Ciclo Solar 24. Por razones que no se comprenden del todo, las CME que tienen lugar en ciclos con numeración par (como 24) tienden a impactar contra la Tierra con una vertiente magnética dominante hacia el Norte. Dicha CME debería de producir una grieta y cargar a la magnetósfera con plasma justo antes de que la tormenta se desarrolle. Es la secuencia perfecta para un evento realmente grande".
Sibeck asiente. "Esto podría dar como resultado tormentas geomagnéticas más fuertes que las que hemos visto durante muchos años.
Aquí se puede hallar una versión de video de esta historia (en idioma inglés). Para obtener más información sobre la misión THEMIS, visite http://nasa.gov/themis.

30 ago 2008

Portales magnéticos conectan al Sol con la Tierra

Portales magnéticos conectan al Sol con la Tierra 

Fuente: http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2008/30oct_ftes/

Investigadores han descubierto 'portales magnéticos' que se están formando muy por arriba de la Tierra y que pueden conectar durante poco tiempo a nuestro planeta con el Sol. Estos portales no sólo son comunes sino que pueden estar formándose el doble de veces de lo que antes se esperaba.
NASA
Oct. 30, 2008: Durante el tiempo que le tome leer este artículo, algo ocurrirá muy alto, por encima de su cabeza; algo en lo que hasta hace poco tiempo muchos científicos no creían. Se abrirá un portal magnético que conectará a la Tierra con el Sol (150 millones de kilómetros o 93 millones de millas de distancia). Toneladas de partículas pueden fluir a través de la abertura antes de que ésta se vuelva a cerrar, más o menos cuando usted llegue al final de la página.
"Se llama evento de tranferencia de flujo o 'FTE' (por su sigla en idioma inglés)", dice el físico del espacio David Sibeck, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés). "Hace diez años estaba muy seguro de que no existían, pero ahora la evidencia es incontrovertible".
De hecho, hoy Sibeck está contando a un grupo internacional de físicos del espacio, en el Taller de Plasmas 2008, que se lleva a cabo en Huntsville, Alabama, que los FTE no sólo son comunes, sino que posiblemente sean el doble de comunes de lo que cualquiera se haya podido imaginar.
Derecha: Concepto artístico del campo magnético de la Tierra conectándose con el del Sol —también conocido como "evento de tranferencia de flujo"— donde se observa una nave espacial cerca que sirve para medir partículas y campos. [Imagen ampliada]
Hace mucho tiempo que los investigadores saben que la Tierra y el Sol deben de estar conectados. La magnetósfera de la Tierra (o sea, la burbuja magnética que rodea a nuestro planeta) está llena con partículas del Sol que llegan por medio del viento solar y penetran las defensas magnéticas del planeta. Dichas partículas ingresan siguiendo líneas de campo magnético que pueden ser rastreadas desde tierra firme a lo largo de todo el camino hasta la atmósfera del Sol.

"Solíamos pensar que la conexión era permanente y que el viento solar podía fluir hacia el medio cercano a la Tierra siempre que el viento estuviera activo", dice Sibeck. "Pero estábamos equivocados. Las conexiones no son estables en lo absoluto. Generalmente son cortas, explosivas y muy dinámicas". Varios oradores en el taller han explicado de manera general cómo se forman los FTE: En el lado de la Tierra que es de día (o sea, el lado más cercano al Sol), el campo magnético de la Tierra presiona contra el campo magnético del Sol. Aproximadamente cada ocho minutos, ambos campos se fusionan brevemente o se "reconectan", formando un portal a través del cual pueden fluir partículas. El portal toma la forma de un cilindro magnético que tiene más o menos el ancho de la Tierra. La flota Cluster (Cúmulo), que cuenta con cuatro naves espaciales, de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency, en idioma inglés), y las cinco sondas THEMIS, de la NASA, han volado a través del portal y han rodeado estos cilindros, midiendo de este modo sus dimensiones y detectando las partículas que pasan. "Son reales", dice Sibeck.
Ahora que las naves Cluster y las THEMIS han tomado muestras de los FTE directamente, los investigadores pueden usar esas mediciones para simular FTEs en sus computadoras y predecir cómo se podrían comportar. El físico espacial Jimmy Raeder, de la Universidad de New Hampshire, presentó una de estas simulaciones en el taller. Raeder dijo a sus colegas que los portales cilíndricos tienden a formarse sobre el ecuador de la Tierra y después a desplazarse hacia el polo invernal de nuestro planeta. En diciembre, los FTE se desplazan hacia el polo norte; en julio, lo hacen hacia el polo sur.
Derecha: Una muestra de un corte transversal de un "portal magnético" o FTE tomada por la flota de naves espaciales de la NASA. [Imagen ampliada]
Sibeck cree que esto está sucediendo el doble de veces de lo que se pensaba anteriormente. "Creo que hay dos variedades de FTE: activos y pasivos". Los FTE activos son cilindros magnéticos que permiten que las partículas fluyan con bastante facilidad; son importantes conductos de energía para la magnetósfera de la Tierra. Los FTE pasivos son cilindros magnéticos que ofrecen más resistencia; su estructura interna no admite fácilmente un flujo de partículas y campos. (Para los expertos: los FTE activos se forman en latitudes ecuatoriales cuando el IMF -Interplanetary Magnetic Field o Campo Magnético Interplanetario, en idioma español- apunta hacia el sur; los FTE pasivos se forman en latitudes más altas, cuando el IMF apunta hacia el norte.) Sibeck ha calculado las propiedades de los FTE pasivos y está alentando a sus colegas a buscar señales de ellos en los datos proporcionados por THEMIS y Cluster. "Los FTE pasivos podrían no ser muy importantes, pero hasta que no sepamos más acerca de ellos no podemos estar seguros".
Hay muchas preguntas sin responder: ¿Por qué los portales se forman cada 8 minutos? ¿Cómo se tuercen y se enrollan los campos magnéticos dentro del cilindro? "Estamos pensando mucho sobre esto en el taller", dice Sibeck.
Mientras tanto, muy por arriba de su cabeza, un nuevo portal se está abriendo, conectando así a su planeta con el Sol.