Gracias a cuatro naves espaciales de la NASA, un grupo de científicos ha descubierto un fenómeno magnético completamente nuevo en los límites más exteriores del campo magnético de la Tierra, según afirman en un nuevo estudio publicado el 9 de mayo en la revista Nature.
Las naves forman parte de la Misión Multiescala Magnetosférica (MMS, por sus siglas en inglés), la cual ha sido ideada para estudiar lo que se conoce como reconexión magnética: un proceso físico que ocurre comúnmente en los campos magnéticos de todo el universo.
“Una explosión de TNT es una liberación de energía química. La explosión de una bomba atómica libera energía nuclear. La reconexión electromagnética es una ‘explosión magnética’. Es decir, la liberación repentina de energía magnética”, explicó a Newsweek uno de los autores del estudio, Michael Shay, de la Universidad de Delaware. “La reconexión magnética ocasiona estas explosiones en muchas regiones del espacio. Por ejemplo, las erupciones solares son ocasionadas por la reconexión magnética. Las grandes auroras de la Tierra se deben a las partículas energéticas que crea la reconexión magnética”.
Jonathan Eastwood, físico de Imperial College Londres y otro autor del estudio, añadió: “Aunque creemos que el espacio está vacío, ¡no es así! Está repleto de partículas y campos, los llamados ‘plasmas espaciales’. Cuando la reconexión libera energía, crea chorros candentes de plasma”. El plasma es una forma súper caliente de gas, y uno de los cuatro estados fundamentales de la materia.
Ahora, por primera vez, se ha observado el proceso de la reconexión magnética en una región turbulenta de la atmósfera más exterior de la Tierra, denominada envoltura magnética o magnetosheath, la cual hace las veces de primera línea de defensa contra lo que se conoce como viento solar: el torrente de partículas cargadas y calientes que genera el sol.
Los hallazgos más recientes podrían ayudar a esclarecer la manera como estos fenómenos magnéticos afectan la atmósfera terrestre, así como a los astronautas y los satélites en el espacio, a la industria eléctrica, y a nuestros sistemas de radiocomunicaciones y de GPS.
El nuevo tipo de reconexión magnética, llamado reconexión magnética de electrones, actúa de manera distinta que el tipo de reconexión que ocurre comúnmnete en las regiones más bajas y menos turbulentas de la magnetosfera terrestre (los campos magnéticos que rodean nuestro planeta).
La mayoría piensa que la turbulencia son las corrientes de aire que causan que los viajes en avión sean incómodos y accidentados. Sin embargo, la turbulencia también puede ocurrir en cualquier otra parte del universo.
“La turbulencia se caracteriza por flujos de gas, líquido o plasma aparentemente aleatorios”, explicó Shay. “Todos la hemos visto o experimentado. Por ejemplo, el hilo de humo de un cigarrillo se desintegra; la crema que vertimos en el café forma patrones hermosos antes de mezclarse por completo; un vuelo se vuelve accidentado cuando el avión pasa por una turbulencia en nuestra atmósfera”.
“Hay plasma turbulento en muchas regiones del espacio”, continuó Shay. “Las capas más exteriores del sol son turbulentas. El viento solar que despide el sol es turbulento. Ese viento solar choca contra el campo magnético de la Tierra y crea una envoltura turbulenta de plasma [magnetosheath] en el espacio próximo al planeta”.
La turbulencia en esa magnetosheath contiene mucha energía magnética, la cual es resultado del bombardeo de las partículas procedentes de la corona solar, que viajan a casi 1.6 millones de kilómetros por hora. Y es en esa región donde los científicos hicieron su descubrimiento.
“Hallamos que la reconexión ocurre en escalas muy pequeñas, más pequeñas de lo que jamás se había observado”, interpuso Eastwood. “Esto es importante porque, en última instancia, la energía turbulenta debe disiparse como calor. Desde hace mucho se ha debatido cómo ocurría esto, y se han propuesto un montón de teorías. Este resultado demuestra que la reconexión podría ser la responsable”.
Al entender mejor los procesos de turbulencia y reconexión, sabremos más sobre la manera como operan otros procesos similares en una gran diversidad de campos, y eso podría tener numerosas implicaciones.
“El objetivo final de nuestra investigación es entender la física, suficientemente bien, para crear modelos predictivos del clima espacial”, reveló Shay. “Una analogía -para el caso del clima normal- es el uso generalizado de modelos atmosféricos para dirigir las predicciones meteorológicas de NOAA [Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos]. Si disponemos de modelos mejorados, podremos predecir los peligros del clima espacial días antes que ocurran, y eso permitirá implementar actividades de mitigación. Por ejemplo, una sería que los operadores satelitales podrán poner sus satélites multimillonarios en modalidad ‘segura’ y otra, que los planificadores militares podrán anticipar posibles interrupciones de comunicación”.
Shay agregó: “Además, NASA está ejerciendo presión para volver a poner a un hombre en la luna y, a la larga, para enviar una misión tripulada a Marte. Para esas misiones, nuestras naves espaciales tendrán que abandonar la burbuja protectora del campo magnético terrestre, la magnetosfera. Si no somos capaces de predecir los acontecimientos del clima espacial, pondríamos en riesgo a los astronautas”.
“Por ejemplo, la reconexión en turbulencia podría ser importante para crear las partículas de alta energía, las cuales pueden dañar a los astronautas. Tenemos que averiguar si es así y cuáles son sus implicaciones para el clima espacial”, concluyó Shay.
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