Un equipo internacional de científicos, liderado por Lucile Turc de la Universidad de Helsinki y apoyado por el International Space Science Institute en Berna, Suiza se ha dedicado a estudiar un fenómeno muy particular. Se trata de ondas de campo magnético y de plasma que se forman enfrente de nuestro planeta y que son capaces de perturbar al campo magnético de la Tierra. Así, estas ondas son parte del conjunto de fenómenos que se conocen como el clima espacial. Los resultados de este estudio ahora están publicados en la revista Nature Physics.
La Tierra y todos los demás cuerpos en el Sistema Solar están inmersos en un gas tenue y rápido que llamamos el viento solar. Este gas es continuamente emitido por el Sol y se aleja de él con velocidades de varias centenas de kilómetros por segundo. Cuando el viento solar alcanza la Tierra, interactúa con su campo magnético formando una cavidad alrededor de nuestro planeta, llamada la magnetosfera. Esta interacción produce una onda de choque enfrente de nuestro planeta, conocida como el choque de proa, parecida a la onda de choque que se forma enfrente de un avión supersónico
.
Al atravesar el choque de proa, el viento solar es desacelerado,
calentado y comprimido. Pero esto no es todo,
enfrente de una sección de este choque se forma
una región muy extendida a la que los
científicos llaman el antechoque (véase el diagrama). Esta región está poblada por las llamadas ondas de frecuencia ultra baja o FUB, cuyos períodos típicos son de 30 segundos (es decir, dos vibraciones por minuto) y que son arrastradas por el viento solar hacia la Tierra.
Dentro de la magnetósfera terrestre, a menudo aparecen fluctuaciones del campo geomagnético que tienen períodos muy similares a las ondas FUB. En la década de los setenta, científicos ya habían propuesto que las ondas FUB eran la causa de estas fluctuaciones magnetosféricas. Hasta hace poco se creía que las ondas FUB simplemente atraviesan primero al choque de proa y después otra región colocada entre el choque y la magnetosfera, llamada la magnetofunda. Se propuso que una vez que las ondas FUB llegan a la magnetósfera, golpean contra su capa exterior, provocando así las fluctuaciones magnetosféricas.
Demostrar la existencia de las ondas FUB en la magnetofunda siempre ha sido un reto, ya que se trata de una región con un alto nivel de turbulencia que que no permite distinguir fácilmente la señal de las ondas FUB. Por otro lado, los modelos teóricos elaborados en las décadas de los 70 y 80 mostraron que la interacción de ondas similares a las FUB con choque provocaba la formación de otras ondas en la magnetofunda, cada una con características muy diferentes a la onda original.
En una investigación previa, el mismo equipo de científicos estudió las propiedades de la ondas FUB y las fluctuaciones en la magnetofunda usando simulaciones en computadora o numéricas. Aunque no lograron identificar, ni caracterizar las ondas individuales dentro de la magnetofunda debido al alto nivel de la turbulencia en esta región, los espectros de Fourier sí revelaron la presencia de ondas con una periodicidad muy similar a la de las ondas FUB.
Los científicos ahora usaron dos herramientas muy poderosas para estudiar la interacción de las ondas FUB con el choque de proa. La primera es un código numérico llamado Vlasiator que fue creado en la Universidad de Helsinki por un grupo liderado por Minna Palmroth. La otra herramienta es un conjunto de observaciones de alta resolución temporal tomadas por algunas naves como MMS.
Usando el modelo, los investigadores pudieron comprobar que las ondas FUB no sobreviven a su interacción con el choque de proa. Sin embargo, esta misma interacción da como resultado la creación de nuevas ondas justo detrás del choque, que tienen un carácter muy diferente a las ondas FUB, pero conservan una propiedad importante, que es el período. Estas nuevas ondas viajan rápidamente hacia la magnetosfera, donde actúan como fuente de fluctuaciones magnetosfericas.
El que las ondas en el antechoque no sean las mismas que las de la magnetofunda tomó a los científicos por sorpresa y es un buen ejemplo de que todavía queda mucho por aprender sobre los procesos físicos que ocurren, no solamente en el universo lejano, sino también en el patio de nuestra propia casa.
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