La magnetósfera de la Tierra «frena» al viento solar

Astrónomos del Imperial College London, en el Reino Unido, descubrieron un extraño fenómeno que literalmente paraliza al viento solar cuando choca con la magnetósfera de la Tierra, la «burbuja» que nos protege de los efectos dañinos del clima espacial. Se generan ondas de energía en la zona de la interacción que permanecen detenidas, y que por eso han sido denominadas por los científicos como ondas estacionarias.

El estudio de este fenómeno podría ayudar a mejorar nuestra comprensión de las condiciones alrededor de la Tierra que contribuyen al clima espacial. Estos procesos impactan sobre las comunicaciones globales, al poner en jaque a los satélites y otras instalaciones cuando se producen tormentas solares.

Una tormenta geomagnética o tormenta solar es una anomalía temporal de la magnetósfera terrestre, motivada por ejemplo por una onda de choque de viento solar o por una eyección de masa coronal, peligrosas emanaciones provenientes del Sol que combinan radiación y viento solar.

Cuando interactúan con el campo magnético de la Tierra, estas emanaciones pueden perturbarlo y provocar consecuencias negativas que afectan al funcionamiento de las comunicaciones satelitales, Internet y hasta las redes de electricidad. Aunque en la mayoría de los casos la magnetósfera actúa como un «escudo» ante estas agresiones externas, en algunas situaciones no puede detener su impacto.

Las extrañas ondas estacionarias

Ahora, el nuevo estudio publicado recientemente en la revista Nature Communications muestra que en ciertos momentos el viento solar no puede superar la resistencia de la magnetósfera de la Tierra, e incluso sus ondas energéticas quedan detenidas en las zonas limítrofes de la burbuja magnética.

La observación de este fenómeno se contradice con las teorías dominantes sobre el comportamiento de las ondas energéticas en la magnetósfera. Al igual que las ondas en el agua, se cree hasta el momento que las ondas superficiales del escudo magnético terrestre viajan en la dirección del viento solar que las impulsa. Por el contrario, la nueva investigación verifica que también pueden quedar «quietas» y no verse siempre dominadas por la acción del viento solar.

Utilizando modelos informáticos y simulaciones, los investigadores lograron demostrar cómo la energía del viento procedente del Sol y la de las olas que van en su contra desde la magnetósfera pueden anularse entre sí, creando «ondas estacionarias». Estas ondas implican enormes cargas de energía, pero que al parecer no va a ninguna parte: queda «congelada» en la zona en la cual se produce el intercambio.

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Fuerzas que se anulan

¿Cómo puede explicarse que semejante cantidad de energía quede detenida y no avance? De acuerdo a una nota de prensa, los astrónomos compararon el fenómeno con una persona que intenta subir una escalera mecánica en descenso. Ambas fuerzas, la del hombre y la de la escalera, van en sentidos contrarios, al igual que las aplicadas por el viento solar y la magnetósfera terrestre.

Aunque la persona se empeñe por aplicar fuerza y subir, sentirá que no se está moviendo en absoluto, a pesar de estar realizando un gran esfuerzo. El problema es que ambas fuerzas contrarias se anulan: en el caso del viento solar viento solary la magnetósfera, provocan un «área en suspenso» en la cual quedan inmovilizadas estas misteriosas ondas estacionarias.

El descubrimiento podría arrojar luz sobre las interacciones producidas entre la magnetósfera de la Tierra y los distintos procesos inherentes a las variaciones en el clima espacial, aportando un nuevo camino para protegernos de ciertos fenómenos potencialmente peligrosos para nuestro planeta.

Referencia

Magnetopause ripples going against the flow form azimuthally stationary surface waves. Archer, M.O., Hartinger, M.D., Plaschke, F. et al. Nature Communications (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-021-25923-7

Video: Imperial College London / YouTube.

Foto: el límite de la burbuja magnética de la Tierra (azul) forma una onda aparentemente estacionaria en la mayor parte de su extensión, luego del impacto del viento solar. Crédito: Imperial College London.