Bosquejo de las diferentes regiones de la magnetosfera de la Tierra. Click para agrandar
La nave espacial Cluster de la ESA estaba en el lugar correcto en el momento correcto cuando volaron a través de una región del campo magnético de la Tierra que acelera los electrones a aproximadamente 1/100 de la velocidad de la luz. La región se llama región de difusión de electrones; Un límite de unos pocos kilómetros de espesor entre el campo magnético de la Tierra y el del Sol. En el transcurso de una hora, la nave espacial se vio envuelta en una región de difusión de electrones, ya que el viento solar estaba haciendo que esta capa se moviera de un lado a otro.
Los satélites en racimo de la ESA han volado a través de regiones del campo magnético de la Tierra que aceleran los electrones a aproximadamente la centésima parte de la velocidad de la luz. Las observaciones presentan a los científicos del Cluster su primera detección de estos eventos y les dan un vistazo a los detalles de un proceso universal conocido como reconexión magnética.
El 25 de enero de 2005, las cuatro naves espaciales Cluster se encontraron en el lugar correcto en el momento correcto: una región del espacio conocida como región de difusión de electrones. Es un límite de unos pocos kilómetros de espesor que se produce a una altitud de aproximadamente 60 000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Marca la frontera entre el campo magnético de la Tierra y el del Sol. El campo magnético del Sol es llevado a la Tierra por un viento de partículas cargadas eléctricamente, conocido como el viento solar.
Una región de difusión de electrones es como un interruptor eléctrico. Cuando se voltea, usa energía almacenada en los campos magnéticos del Sol y la Tierra para calentar las partículas cargadas eléctricamente en su vecindad a grandes velocidades. De esta manera, inicia un proceso que puede resultar en la creación de la aurora en la Tierra, donde las partículas cargadas que se mueven rápidamente chocan con los átomos atmosféricos y los hacen brillar.
También hay un lado más siniestro de las regiones de difusión de electrones. Las partículas aceleradas pueden dañar los satélites al chocar con ellos y provocar la acumulación de cargas eléctricas. Estos cortocircuitan y destruyen equipos sensibles.
Diecinueve veces en una hora, el cuarteto Cluster se vio envuelto en una región de difusión de electrones. Esto se debió a que el viento solar golpeaba la capa límite, haciendo que se moviera hacia adelante y hacia atrás. Cada cruce de la región de difusión de electrones duró solo 10-20 milisegundos para cada nave espacial y, sin embargo, un instrumento único, conocido como el Instrumento de deriva de electrones (EDI), fue lo suficientemente rápido como para medir los electrones acelerados.
La observación es importante porque proporciona las mediciones más completas hasta ahora de una región de difusión de electrones. “Ni siquiera las mejores computadoras del mundo pueden simular regiones de difusión de electrones; simplemente no tienen la potencia informática para hacerlo ", dice Forrest Mozer, de la Universidad de California, Berkeley, quien dirigió la investigación de los datos del Cluster.
Los datos proporcionarán información invaluable sobre el proceso de reconexión magnética. El fenómeno ocurre en todo el Universo en muchas escalas diferentes, en cualquier lugar donde haya campos magnéticos enredados. En estas situaciones complejas, los campos magnéticos ocasionalmente colapsan en configuraciones más estables. Esta es la reconexión y libera energía a través de las regiones de difusión de electrones. En el Sol, la reconexión magnética impulsa las erupciones solares que ocasionalmente liberan enormes cantidades de energía por encima de las manchas solares.
Este trabajo también puede tener una relación importante para resolver las necesidades de energía en la Tierra. Los físicos nucleares que intentan construir generadores de fusión intentan crear campos magnéticos estables en sus reactores, pero están plagados de eventos de reconexión que arruinan sus configuraciones. Si se puede entender el proceso de reconexión, quizás se aclaren las formas de prevenirlo en los reactores nucleares.
Sin embargo, eso aún se encuentra en el futuro. "Necesitamos hacer mucha más ciencia antes de comprender completamente la reconexión", dice Mozer, cuyo objetivo ahora es comprender qué condiciones del viento solar desencadenan los eventos de reconexión y sus regiones de difusión de electrones asociadas vistas por Cluster.
Fuente original: Portal de la ESA
