Esta semana en la ciencia 14|11

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  • El viento solar y la dinámica del plasma en la magnetósfera

“Las tormentas geomagnéticas se pueden presentar cuando el acoplamiento del viento solar con la magnetósfera es particularmente fuerte; esto puede provocar interferencias en las comunicaciones, daños a las naves espaciales y generar riesgos en las redes eléctricas en altas latitudes.”

Semana -1411 - 1 Viento solar

En años recientes se ha avanzado mucho en el conocimiento de los efectos que el viento solar tiene sobre la actividad geomagnética en la Tierra. Los cambios en el plasma del viento solar, producen perturbaciones en los magnetómetros terrestres y pueden provocar perturbaciones en la actividad de las auroras. Las tormentas geomagnéticas se pueden presentar cuando el acoplamiento del viento solar con la magnetósfera es particularmente fuerte; esto puede provocar interferencias en las comunicaciones, daños a las naves espaciales y generar riesgos en las redes eléctricas en altas latitudes.

Por encima de la ionósfera se encuentra una región de plasma frío de baja energía, conocida como plasmasfera. El movimiento de las partículas de la plasmasfera es gobernado por dos campos eléctricos que resultan del movimiento de rotación y convección. El primero es más cercano y refuerza la rotación de partículas con la Tierra. El segundo proviene del acoplamiento de la magnetósfera con el viento solar. En circunstancias de calma geomagnética, la densidad de partículas plasmasféricas permanece estable mientras que en momentos de perturbación, el campo eléctrico de convección se incrementa, erosionando la parte exterior de la plasmasfera hacia una pluma de expulsión que se extiende en dirección al Sol; del lado soleado hasta la magnetopausa y del lado nocturno hacia la cúspide de la ionósfera.

La evolución temporal y espacial de una pluma puede ser medida a través de observaciones del contenido total de electrones, utilizando receptores de Satélites de Posicionamiento Global (GPS). Estas observaciones desde tierra, permiten monitorear la morfología a gran escala así como la extensión de la pluma plasmasférica.

A través del proceso de reconexión magnética, las líneas del campo magnético del viento solar se interconectan con las líneas del campo magnético de la Tierra, lo que permite la transferencia de plasma y energía desde el viento solar hacia la magnetósfera y la ionósfera. La eficiencia del proceso de reconexión determina cuánta energía está siendo transferida. La teoría y las simulaciones predicen que las reconexiones son menores cuando se incrementa la densidad del plasma; por tanto, la presencia de una pluma plasmasférica de alta densidad en la magnetopausa reduciría el acoplamiento en una determinada región de la pluma.

Para conocer la dinámica de estos fenómenos, se realizó una investigación cuyos resultados fueron publicados esta semana. Los investigadores utilizaron los datos aportados por observaciones simultáneas -terrestres y satelitales- de una pluma plasmasférica y  de sus efectos en un proceso de reconexión magnética inestable.

El fenómeno analizado ocurrió el 17 de enero de 2013, cuando una Eyección de Masa Coronal solar impactó la magnetósfera terrestre y generó una pequeña tormenta geomagnética. Durante el evento se llevaron a cabo las mediciones electrónicas de la densidad ionosférica desde la Tierra, al tiempo que se detectaba la pluma en la magnetopausa y se realizaban mediciones con el uso de tres de los satélites Themis de la NASA. Los resultados mostraron que la pluma de plasma se extendió hasta la magnetopausa, teniendo efectos en las reconexiones magnéticas y que dichos efectos son intermitentes y pueden durar varias horas. De acuerdo a los autores, esta asociación entre las mediciones terrestres y los efectos de la pluma de plasma en la magnetósfera, permitirán la realización de estudios futuros de ocurrencia, localización y variabilidad de reconexiones energéticas en esas regiones.


Con información del artículo publicado en Science 6175, del 7 de marzo de 2014.

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