Un gráfico que representa las naves espaciales ACE y Wind de la NASA y Cluster de la ESA que se encuentran con chorros de partículas solares. Crédito de imagen: UC Berkeley Haga Click para agrandar
Una flota de sondas meteorológicas espaciales de la NASA y la Agencia Espacial Europea observó un inmenso chorro de partículas cargadas eléctricamente en el viento solar entre el Sol y la Tierra. El chorro, al menos 200 veces más ancho que la Tierra, fue alimentado por campos magnéticos en un proceso llamado "reconexión magnética".
reconexión magnética en el viento solar
Estos chorros son el resultado de aceleradores de partículas naturales que empequeñecen cualquier cosa construida en la Tierra. Los científicos construyen aceleradores de partículas de millas de largo en la Tierra para juntar átomos en un esfuerzo por comprender las leyes fundamentales de la física.
Chorros de reconexión similares ocurren en el escudo magnético de la Tierra, produciendo efectos que pueden deshabilitar las naves espaciales en órbita y causar tormentas magnéticas severas en nuestro planeta, a veces interrumpiendo las centrales eléctricas.
Los chorros interplanetarios recién descubiertos son mucho más grandes que los que se producen dentro del escudo magnético de la Tierra. La nueva observación es la primera medición directa que indica que la reconexión magnética puede ocurrir en escalas inmensas.
Comprender la reconexión magnética es fundamental para comprender los fenómenos explosivos en todo el Universo, como las erupciones solares (explosiones de mil millones de megatones en la atmósfera del Sol), las explosiones de rayos gamma (intensas explosiones de radiación de estrellas exóticas) y la fusión nuclear de laboratorio. Así como una banda elástica puede romperse repentinamente cuando se retuerce demasiado, la reconexión magnética es un proceso natural por el cual la energía en un campo magnético estresado se libera repentinamente cuando cambia de forma, acelerando partículas (iones y electrones).
"Solo con mediciones coordinadas por naves espaciales de conexión Sol-Tierra como ACE, Wind y Cluster podemos explorar el entorno espacial con detalles sin precedentes y en tres dimensiones", dice el Dr. Tai Phan, autor principal de los resultados, de la Universidad de California. Berkeley "El entorno espacial cercano a la Tierra es el único laboratorio natural donde podemos hacer mediciones directas de la física de los fenómenos magnéticos explosivos que ocurren en todo el Universo". El artículo de Phan aparece como el artículo de portada en Nature el 12 de enero.
El viento solar es una corriente diluida de gas con carga eléctrica (ionizada) que sopla continuamente del Sol. Debido a que el viento solar está cargado eléctricamente, lleva consigo campos magnéticos solares. El viento solar que surge de diferentes lugares del Sol lleva campos magnéticos que apuntan en diferentes direcciones. La reconexión magnética en el viento solar tiene lugar cuando las "láminas" de campos magnéticos opuestos se presionan juntas. Al hacerlo, las hojas se conectan para formar una sección transversal en forma de X que luego se aniquila, o se rompe, para formar una nueva geometría de línea magnética. La creación de una geometría magnética diferente produce chorros extensivos de partículas que salen del sitio de reconexión.
Hasta hace poco, la reconexión magnética se informaba principalmente en la "magnetosfera" de la Tierra, el escudo magnético natural que rodea la Tierra. Está compuesto por líneas de campo magnético generadas por nuestro planeta y nos defiende del flujo continuo de partículas cargadas que forman el viento solar al desviarlas. Sin embargo, cuando las líneas de campo magnético interplanetario transportadas por el viento solar se encuentran en la orientación opuesta a las líneas de campo magnético de la Tierra, se activa la reconexión y el material solar puede atravesar el escudo de la Tierra.
Algunos eventos de reconexión previos medidos en la magnetosfera de la Tierra sugirieron que el fenómeno era intrínsecamente aleatorio y de naturaleza irregular, extendiéndose no más de unas pocas decenas de miles de kilómetros (millas). Sin embargo, "este descubrimiento resuelve un debate de larga data sobre si la reconexión es intrínsecamente irregular, o si en cambio puede operar a través de vastas regiones en el espacio", dijo el Dr. Jack Gosling de la Universidad de Colorado, coautor del artículo y Un pionero en la investigación sobre la reconexión en el espacio.
La imagen más amplia de la reconexión magnética surgió cuando seis naves espaciales? ¿Las cuatro naves espaciales del Cluster de la Agencia Espacial Europea y el Advanced Composition Explorer (ACE) de la NASA y las sondas de viento? volaban en el viento solar fuera de la magnetosfera de la Tierra el 2 de febrero de 2002 e hicieron un descubrimiento casual. Durante un lapso de tiempo de aproximadamente dos horas y media, todas las naves espaciales observaron en secuencia una gran corriente de partículas de chorro, de al menos 2.5 millones de kilómetros de ancho (aproximadamente 1.5 millones de millas o casi 200 diámetros terrestres), causada por el evento de reconexión más grande medido directamente.
"Si la reconexión observada fuera irregular, una o más naves espaciales probablemente no hubieran encontrado un flujo acelerado de partículas", dijo Phan. "Además, los eventos de reconexión irregulares y aleatorios habrían dado como resultado que diferentes naves espaciales detectaran aviones dirigidos en diferentes direcciones, lo que no fue el caso".
Como la nave espacial detectó el avión durante más de dos horas, la reconexión debe haber sido casi constante durante al menos ese intervalo de tiempo. ¿Otros 27 eventos de reconexión a gran escala? con los jets asociados: fueron identificados por ACE y Wind, cuatro de los cuales se extendieron más de 50 diámetros terrestres, o 650,000 kilómetros (aproximadamente 400,000 millas). Gracias a estos datos adicionales, el equipo pudo concluir que la reconexión en el viento solar debe considerarse como un fenómeno extendido y constante.
El evento del 2 de febrero de 2002 podría haber sido considerablemente más grande, pero la nave espacial estaba separada por no más de 200 diámetros de la Tierra, por lo que se desconoce su verdadera extensión. Dos nuevas misiones de la NASA ayudarán a medir el tamaño real de estos eventos y examinarlos con más detalle. La misión del Observatorio de Relaciones Terrestres Solares (STEREO), programada para su lanzamiento en mayo o junio de 2006, consistirá en dos naves espaciales que orbitan el Sol en lados opuestos de la Tierra, separadas por casi 186 millones de millas (casi 300 millones de kilómetros). Su misión principal es observar eyecciones de masa coronal, erupciones de miles de millones de toneladas de gas con carga eléctrica del Sol, en tres dimensiones. Sin embargo, la nave espacial también podrá detectar eventos de reconexión magnética que ocurren en el viento solar con instrumentos que miden campos magnéticos y partículas cargadas. La misión Magnetosférica Multi-Escala (MMS), prevista para su lanzamiento en 2013, utilizará cuatro naves espaciales idénticas en varias órbitas terrestres para realizar estudios detallados de la causa de la reconexión magnética en la magnetosfera de la Tierra.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
