Revelados los detalles de las partículas solares que penetran en el entorno de la Tierra

Revelados los detalles de las partículas solares que penetran en el entorno de la Tierra

Por :Francisco M. Pulido Pastor

Cada día las naves Cluster y Double Star devuelven más observaciones que permiten comprender la invisible turbulencia magnética de la Tierra y las partículas energéticas solares que la atraviesan.

Los esfuerzos coordinados de las naves Double Star de China/ESA y Cluster de la ESA han permitido a los científicos concentrarse en un área en la que las partículas energéticas procedentes del Sol están perforando su camino a través del escudo magnético de la Tierra. El material solar que penetra el escudo magnético terrestre puede representar un peligro para astronautas y satélites.

El 8 de Mayo de 2004, uno de los dos satélites Double Star (TC-1) y las cuatro naves Cluster se situaron en la línea de fuego. Durante unas 6 horas, las naves Cluster fueron abofeteadas cada 8 minutos por intensos flujos de partículas cargadas eléctricamente liberadas por el Sol. La nave Double Star TC-1 lo tuvo incluso más difícil, siendo castigada cada cuatro minutos durante ocho horas.

Durante estos acontecimientos, los canales magnéticos creados por la fusión de los campos magnéticos del Sol y la Tierra permite a las partículas solares perforar el escudo magnético de la Tierra y penetrar en el entorno de la Tierra. Los físicos llaman al hecho de estos canales magnéticos Eventos de Transferencia de Flujo (Flux Transfer Events). Cada canal magnético aparece como un tubo curvado que puede tener desde los 5000 a los 25000 kilómetros de diámetro. Un extremo del tubo de flujo magnético está conectado a la Tierra mientras que el otro está conectado al viento solar.

El mecanismo físico básico responsable de que ocurran los eventos de transferencia de flujo se llama reconexión magnética. En los años 50, los físicos espaciales creían que esa reconexión magnética permitía a las partículas solares perforar a un ritmo constante. Ese punto de vista cambió a finales de los 70, cuando varios estudios mostraron que la reconexión magnética podía también ser intermitente y tener lugar en pulsos, que duraban unos cuantos minutos. Cada pulso produce un tubo de flujo magnético (un Evento de Transferencia de Flujo).

El 8 de Mayo de 2004, estos tubos de flujo magnético barrieron a Cluster y Double Star una y otra vez. Como mostraron claramente los datos de Cluster y Double Star, la misma localización experimentó la reconexión magnética varias veces, creando sucesivos nuevos tubos de flujo magnético para canalizar más partículas cargadas hacia la Tierra. Las observaciones cesaron probablemente a causa de que la nave se movió fuera de alcance y no porque la región de reconexión se debilitase de ningún modo.

La información de las cinco naves permitió a los científicos dirigidos por Aurélie Marchaudon del Laboratorio de Física y Química del Entorno, el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS y la Universidad de Orleáns, en Francia, triangular la localización de la región de reconexión magnética, y deducir su tamaño. Descubrieron que el lugar de reconexión estaba localizado en el lado diurno al oeste del escudo magnético de la Tierra y tenía unos 25000 kilómetros de diámetro. Una simulación por computadora del evento, dirigida por Jean Berchem de la Universidad de California Los Ángeles (UCLA) y su equipo, confirmó la posibilidad de que la reconexión magnética ocurriera en esta región.

Aunque la reconexión magnética intermitente ha sido observada en el pasado, ésta fue una de las series más continuas de observaciones tomadas jamás de una región de reconexión magnética en la magnetosfera terrestre. Quizá lo más sorprendente es que el 8 de Mayo de 2004 fue sólo un día normal para el campo magnético de la Tierra. No hubo grandes tormentas magnéticas sobre la Tierra, ni espectaculares auroras que llenasen el cielo nocturno. Sin embargo, Cluster y Double Star revelaron que las partículas energéticas del Sol estaban perforando su ruta hacia el escudo magnético de la Tierra y penetrando en el entorno terrestre.

Cada día, Cluster y Double Star devuelven más observaciones que permiten a los científicos comprender la invisible turbulencia magnética que existe muy por encima de nuestras cabezas.

Notas a los editores

Puede encontrarse más información sobre estos descubrimientos en el artículo “Simultaneous Double Star and Cluster FTEs observations on the dawnside flank of the magnetosphere” (Ann. Geophys., 23, 2877-2887, 2005), de A.Marchaudon, C. J. Owen, J.-M. Bosqued, R.C. Fear, A.N. Fazakerley, M.W. Dunlop, A. D. Lahiff, C. Carr, A. Balogh, P.-A. Lindqvist y H. Rème, y en el artículo “Using DOUBLE STAR and CLUSTER synoptic observations to test global MHD simulations of the large-scale topology of the dayside merging region” (Eos Trans. AGU, 86(52), Fall Meet. Suppl., Abstract SM23-06, 2005), de J.Berchem, A. Marchaudon, J. M. Bosqued, C. P. Escoubet, M. Dunlop, C. J. Owen, H. Reme, A. Balogh, C. Carr, A. N. Fazakerley, y J. Cao.

Para más información

Aurélie Marchaudon, CNRS and Université d’Orléans, France
Email: aurelie.marchaudon @ cnrs-orleans.fr

Jean Berchem, University of California Los Angeles (UCLA)
Email: jberchem @ ucla.edu

Philippe Escoubet, ESA Cluster and Double Star Project Scientist
Email: philippe.escoubet @ esa.int