Temblores espaciales retumban en la cercanía de la Tierra

Investigadores de la NASA han descubierto "temblores" en el campo magnético de la Tierra, los cuales parecen estar conectados con las auroras y podrían tener un impacto importante en el estado del tiempo en el espacio.

Estruendos sin sonido
Lluvia de auroras
Campos magnéticos sacudidos
¡Cuidado con el temblor espacial!

Julio 27, 2010: Utilizando la flota de cinco naves espaciales THEMIS, de la NASA, los investigadores han descubierto un fenómeno relacionado con el tiempo en el espacio que tiene la potencia de un terremoto y desempeña un papel importante en el proceso de hacer resplandecer las auroras boreales. Lo llaman "temblor espacial".

Un temblor espacial es un temblor que tiene lugar en el campo magnético de la Tierra. Se puede detectar principalmente en la órbita terrestre, pero no se limita al espacio exterior. Los efectos pueden incluso alcanzar la superficie de la Tierra.

Derecha: Un temblor espacial en acción. Haga clic aquí para dar comienzo a la película de una simulación por computadora creada por Walt Feimer, del Laboratorio de Visualización Científica, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales.

"Se han detectado reverberaciones magnéticas en estaciones terrestres de todo el mundo, de una manera similar en la cual los detectores sísmicos registran un gran terremoto", dice el investigador que lidera el proyecto THEMIS, Vassilis Angelopoulos, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, por su sigla en idioma inglés).

Ésta es una buena analogía porque "la energía total de un temblor espacial puede compararse con la de un terremoto de magnitud 5 o 6", según Evgeny Panov, del Instituto de Invesgitación Espacial, en Austria. Panov es uno de los autores principales de un artículo de investigación que anunció estos resultados en la edición de abril de 2010 de Geophysical Research Letters (Cartas de Investigación en Geofísica o GRL, por su sigla en idioma inglés).

En el año 2007, el proyecto THEMIS descubrió los precursores de los temblores espaciales. El fenómeno comienza en la cola del campo magnético de la Tierra, la cual es estirada, como si fuera una manga de aire, por el viento solar que se mueve a millones de kilómetros por hora. En ocasiones, la cola puede estirarse tanto y someterse a una tensión tan grande, que cuando recobra su forma original lo hace súbitamente, como una banda elástica que experimenta una torsión excesiva. El plasma del viento solar atrapado en la cola se precipita hacia la Tierra. En más de un evento, las cinco naves del proyecto THEMIS se encontraron en la línea de fuego cuando uno de estos "chorros de plasma" barrió la región. Claramente, los chorros iban a hacer contacto con la Tierra. ¿Qué ocurriría entonces? Para averiguarlo, la flota de naves espaciales se desplazó más cerca de nuestro planeta.

"Ahora lo sabemos", dice David Sibeck, el científico que es integrante del proyecto THEMIS, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales. "Los chorros de plasma causan temblores espaciales".

Arriba: Durante un temblor espacial, el campo magnético de la Tierra se sacude de manera análoga a cómo lo hace el suelo durante un terremoto. Crédito de la imagen: Evgeny Panov, Instituto de Investigación Espacial de Austria. [Imagen ampliada]

Según el proyecto THEMIS, los chorros se estrellan contra el campo geomagnético a aproximadamente 30.000 km por encima del ecuador de la Tierra. El impacto causa un proceso de rebote, en el cual el plasma de hecho rebota hacia arriba y hacia abajo, siguiendo el campo magnético que está reverberando. Los investigadores lo llaman "repulsión repetitiva de flujo". Es parecido a una pelota de tenis que rebota hacia arrriba y hacia abajo sobre un piso alfombrado. El primer rebote es grande, y los rebotes sucesivos son de amplitud decreciente debido a que la energía se disipa en la alfombra.

"Durante mucho tiempo, hemos sospechado que algo de esta naturaleza estaba ocurriendo", dice Sibeck. "Sin embargo, al observar el proceso in situ, el proyecto THEMIS ha descubierto algo nuevo y sorprendente".

Lo sorprendente de esto son los vórtices de plasma, enormes bucles de gas magnetizado tan grandes como la Tierra misma, que se forman alrededor de la región donde el campo magnético está siendo sacudido.

"Cuando los chorros de plasma golpean la magnetósfera interna, aparecen y desaparecen vórtices que giran en direcciones opuestas a ambos lados del chorro de plasma", explica Rumi Nakamura, del Instituto de Investigación Espacial, quien es uno de los co–autores del estudio. "Creemos que estos vórtices pueden generar corrientes eléctricas sustanciales en el ambiente cercano a la Tierra".

Si actuaran en conjunto, los vórtices y los temblores espaciales podrían tener un efecto apreciable sobre la Tierra. Las colas de los vórtices podrían dirigir partículas hacia la atmósfera terrestre, haciendo resplandecer auroras y creando ondas de ionización que interfieren en las comunicaciones por radio y en el GPS (Global Positioning System o Sistema de Posicionamiento Global, en idioma español). Al arrastar campos magnéticos superficiales, los temblores espaciales generan corrientes eléctricas en el piso sobre el que caminamos. Las sobrecargas de corriente en el suelo pueden tener profundas consecuencias ya que, en casos extremos, pueden deshabilitar redes de energía en áreas muy extensas.

Derecha: Un mapa creado por el proyecto THEMIS que muestra flujos de plasma durante un temblor espacial. Los ejes están dados en radios terrestres, por lo que cada bucle es aproximadamente del tamaño de la Tierra. [Imagen ampliada]

Después de que el proyecto THEMIS descubrió los chorros y los temblores, Joachim Bim, del Laboratorio Nacional de Los Álamos, en Nuevo México, llevó a cabo una simulación por computadora del proceso de rebote. Y quién lo diría, los vórtices aparecieron de acuerdo con lo establecido por las mediciones del proyecto THEMIS. Además, las simulaciones sugieren que el proceso de rebote puede ser observado desde la superficie de la Tierra, en forma de ondulaciones y remolinos que aparecen en las auroras. Las estaciones en la Tierra informan precisamente sobre un fenómeno parecido.

"Aunque es un proceso complicado, todo concuerda", dice Sibeck.

El trabajo aún no está terminado. "Todavía tenemos mucho que aprender", agrega. "¿Cuán grandes pueden ser los temblores espaciales? ¿Cuántos vórtices pueden girar en torno a la Tierra en un momento dado —y cómo interaccionan entre sí?"

Manténgase en contacto para obtener más respuestas proporcionadas por el proyecto THEMIS.

Vórtices que giran
Remolinos de plasma
Richter predice
uno de magnitud seis