Tiene lugar en cualquier sitio en el que los campos magnéticos se
extiendan en el espacio; lo que significa que se produce casi en todas partes.
En los núcleos de las galaxias, la reconexión magnética provoca
explosiones visibles desde miles de millones de años luz de distancia.
En el Sol, causa erupciones solares tan poderosas que equivalen a un
millón de bombas atómicas. En la Tierra, aporta energía a las tormentas
magnéticas y a las auroras. Es ubicua.
El problema es que los investigadores no pueden explicarla.
En un nuevo video deScienceCast se brinda una vista previa de la
misión MMS destinada a estudiar los misterios de la reconexión
magnética. Reproducir el video
Los aspectos básicos son lo suficientemente claros. Las líneas de
fuerza magnética se cruzan, se anulan, se reconectan y… ¡boom! Se desata
la energía magnética, con partículas cargadas que vuelan casi a la
velocidad de la luz. Pero, ¿cómo? ¿Cómo es posible que la simple acción
de entrecruzar líneas de campos magnéticos cause una explosión tan
violenta?
“Algo muy interesante y fundamental está ocurriendo y no lo
comprendemos por completo”, dijo Jim Burch, del Instituto de
Investigaciones del Sudoeste (Southwest Research Institute, en idioma
inglés).
La NASA está a punto de lanzar una misión con el fin de llegar al
fondo de este misterio. Se llama MMS, la abreviatura en idioma inglés de
“Magnetospheric Multiscale” o “Multiescala Magnetosférica”, en idioma
español, la cual está formada por cuatro naves espaciales que volarán a
través del campo magnético de la Tierra, o “magnetosfera”, para estudiar
la reconexión en acción.
“La magnetosfera de la Tierra es un laboratorio natural
maravilloso para estudiar este fenómeno”, dice Burch, quien es el
investigador principal de la MMS.
Con su lanzamiento planeado para el 12 de marzo, las cuatro naves
espaciales fueron diseñadas, construidas y probadas en el Centro Goddard
para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés),
de la NASA. Cada una tiene forma de disco de hockey gigante, con
aproximadamente 4 metros de diámetro y 1 metro de altura. Sin embargo,
en el espacio, son mucho más grandes.
Un modelo de la reconexión magnética en el Sol. [Más información, en idioma inglés]
“Después del lanzamiento, las naves espaciales giratorias
desplegarán sus sensores electromagnéticos, los cuales se encuentran
ubicados en los extremos de los largueros con cables que tienen hasta 60
metros de largo”, dijo Craig Tooley, quien es el jefe del proyecto MMS,
en el centro Goddard. “Cuando se encuentran completamente extendidos,
los sensores son tan anchos como un campo de béisbol”.
Estas sondas giratorias expandibles volarán en una formación precisa, a 10 km de distancia una de la otra y están guiadas por satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por su sigla en idioma inglés) que orbitan la Tierra muy por debajo de ellos. “Podemos mantener a la formación con una precisión de solo 100 metros”, dijo Tooley. “Esto es fundamental para nuestras mediciones”.
Cualquier nuevo proceso físico que observe la MMS podría ayudar a proporcionar energía limpia a la Tierra.
“Durante muchos años, los investigadores vieron a la fusión como una fuente limpia y abundante de energía para nuestro planeta”, dijo Burch. “Un enfoque, la fusión por confinamiento magnético, produjo resultados muy prometedores con dispositivos como tokamaks. Pero surgieron problemas para mantener el plasma que contiene la cámara”.
“Uno de los problemas más importantes es la reconexión magnética”, continúa diciendo. “Un resultado espectacular de la reconexión se conoce como el 'choque con patrón dientes de sierra'.
Mientas se acumula el calor dentro del tokamak, la temperatura de los electrones alcanza el pico y luego 'cae' a un valor menor. Algo del plasma caliente se escapa. Esto lo causa la reconexión del campo de contención”.
Es este sentido, se podría creer que las cámaras de fusión podrían
ser un buen lugar para estudiar la reconexión. Sin embargo, no lo son,
dijo Burch. La reconexión en los tokamaks tiene lugar solo en
volúmenes pequeños, de unos pocos centímetros de ancho. Es prácticamente
imposible construir sensores lo suficientemente pequeños como para
poner a prueba la zona de reconexión.
La magnetosfera de la Tierra es mucho mejor. En la burbuja
magnética expansiva que rodea a nuestro planeta, el proceso se
desarrolla en volúmenes tan grandes como decenas de kilómetros de un
lado a otro, por ejemplo, cuando la reconexión en el Sol impulsa nubes
de plasma hacia la Tierra, donde luego eventos de reconexión adicional
provocan auroras.
“Podemos dirigir el vuelo de las naves espaciales en el interior y
alrededor de él y echar un buen vistazo de lo que sucede”, afirma.
Eso es lo que hará la MMS: volar directamente a la zona de
reconexión. Las naves espaciales son lo suficientemente resistentes como
para soportar la energía de los eventos de reconexión que, se sabe,
ocurren en la magnetosfera de la Tierra; entonces, no hay nada que se
interponga en el camino de una misión de descubrimiento de dos años
completos.
