Un equipo internacional de científicos dirigido por Lucile Turc, becaria de investigación de la Academia en la Universidad de Helsinki y apoyado por el Instituto Internacional de Ciencias Espaciales en Berna, ha estudiado la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio cercano a la Tierra durante tres años. El equipo ha estudiado las ondas en el área donde el viento solar choca con el campo magnético de la Tierra, llamada región de prechoque, y cómo las ondas se transmiten al otro lado del choque. Los resultados del estudio se publican ahora en Física de la naturaleza.
«Cómo sobrevivirían las ondas al atravesar el choque ha sido un misterio desde que se descubrieron por primera vez en la década de 1970. Nunca se ha encontrado evidencia de esas ondas al otro lado del choque», dice Turc.
El equipo ha utilizado un modelo informático de última generación, Vlasiator, desarrollado en la Universidad de Helsinki por un grupo dirigido por la profesora Minna Palmroth, para recrear y comprender los procesos físicos que intervienen en la transmisión de ondas. Un análisis cuidadoso de la simulación reveló la presencia de ondas al otro lado del sismo, con propiedades casi idénticas a las del sismo anterior.
«Una vez que se supo qué y dónde buscar, se encontraron señales claras de las ondas en los datos satelitales, lo que confirma los resultados numéricos», dice Lucile Turc.
Las ondas en el presismo pueden entrar en el campo magnético de la Tierra.
Alrededor de nuestro planeta hay una burbuja magnética, la magnetosfera, que nos protege del viento solar, una corriente de partículas cargadas provenientes del Sol. Las ondas electromagnéticas, que aparecen como pequeñas oscilaciones del campo magnético de la Tierra, son registradas con frecuencia por los observatorios científicos en el espacio y en tierra. Estas ondas pueden ser causadas por el impacto del viento solar cambiante o provenir del exterior de la magnetosfera.
Las ondas electromagnéticas juegan un papel importante en la creación de un clima espacial adverso alrededor de nuestro planeta: pueden, por ejemplo, acelerar partículas a altas energías, lo que luego puede dañar la electrónica de la nave espacial y hacer que estas partículas caigan a la atmósfera.
En el lado de la Tierra que mira hacia el Sol, los observatorios científicos registran con frecuencia oscilaciones en el mismo período que las ondas que se forman delante de la magnetosfera de la Tierra, cantando una clara canción magnética en una región del espacio llamada prechoque.
Esto ha llevado a los científicos espaciales a pensar que existe una conexión entre los dos, y que las ondas en el choque previo pueden ingresar a la magnetosfera de la Tierra y viajar hasta la superficie de la Tierra. Sin embargo, un gran obstáculo se interpone en su camino: las ondas deben cruzar el choque antes de llegar a la magnetosfera.
«Al principio, pensamos que la teoría inicial propuesta en la década de 1970 era correcta: las ondas podían cruzar el choque sin cambios. Pero había una inconsistencia en las propiedades de las ondas que esta teoría no podía reconciliar, así que investigamos más», dice Turc.
«Eventualmente, quedó claro que las cosas eran mucho más complicadas de lo que parecían. Las ondas que vimos detrás del sismo no eran las mismas que las del sismo previo, sino nuevas ondas creadas en el sismo por el impacto periódico de las ondas preliminares».
Cuando el viento solar fluye a través del choque, se comprime y se calienta. La fuerza del choque determina cuánta compresión y calentamiento tienen lugar. Turc y sus colegas demostraron que las ondas preliminares pueden sintonizar el choque, haciéndolo alternativamente más fuerte o más débil cuando las ondas o las crestas llegan al choque. Como resultado, el viento solar detrás del choque cambia periódicamente y crea nuevas ondas, en conjunto con las ondas preliminares.
El modelo numérico también señaló que estas ondas solo podían detectarse en una región estrecha detrás del choque, y que la turbulencia en esta región podría ocultarlas fácilmente. Esto probablemente explica por qué no se habían observado antes.
Si bien las ondas que se originan en el presismo solo juegan un papel limitado en el clima espacial de la Tierra, son de gran importancia para comprender la física fundamental de nuestro universo.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Helsinki. Original escrito por Johanna Pellinen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
