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Auroras: el fin de un misterio
May 31, 2000
video courtesy NASA
edited by Jed Boyar

Aunque se trata de un fenómento maravilloso, las auroras—esos cautivantes despliegues de luz que pueden verse en el cielo nocturno de las regiones polares—han confundido a los científicos que trataban de encontrar sus causas. Pero después de cincuenta años de debates, finalmente el misterio se ha resuelto: las auroras son el efecto visible de tormentas en el espacio.

Mediante los datos obtenidos por sondas espaciales, un equipo de científicos del programa International Solar-Terrestrial Physics (ISTP) (Programa de Física Internacional Solar-Terrestre) demostró de qué manera la energía del viento solar penetra en el espacio magnético que rodea a la Tierra. El fenómeno, llamado reconexión, es el responsable de producir tanto las auroras como las tormentas magnéticas en el espacio. Este fenómeno había sido planteado en teoría, pero recién ahora, su existencia pudo ser comprobada, gracias a los datos obtenidos por dos naves espaciales. La importancia de este fenómeno es considerable en la vida práctica, ya que las tormentas solares pueden afectar las trasmisiones de radio, las funciones de los satélites y los generadores eléctricos en todo el mundo. Los resultados de estas investigaciones se presentaron en la reunión anual de la American Geophysical Union (Unión de Geofísica Norteamericana) en Washington, D.C durante la última semana de mayo.

Que se haga la luz

Hasta ahora, existía el consenso de que las auroras -llamadas así por la diosa romana del amanecer- se producían a partir de partículas eléctricamente cargadas, que partían del Sol en dirección a la atmósfera terrestre. Ahora, los científicos han observado que el proceso es mucho más complicado.

video courtesy NASA

La magnetósfera—el campo magnético que rodea nuestro planeta y se extiende decenas de miles de kilómetros en el espacio- normalmente desvía el viento solar y otras radiaciones, alejándolos de la Tierra, por lo que actúa como un capullo gigante. De este modo, protege a la Tierra de las tormetas del espacio causadas por un campo magnético más poderoso que el terrestre: el de nuestra estrella más cercana, el Sol.

Sin embargo, en ocasiones la magentósfera terrestre y el viento solar se alinean, y si el viento solar es lo suficientemente fuerte, este alineamiento puede hacer que las líneas de ambos campos magnéticos se unan. Este proceso, que se parece a la acción ejercida por dos imanes que se unen, es conocido como "reconexión".

Sun (in green)
image: NASA

Cuando se produce la reconexión, el viento solar puede penetrar en la magnetósfera, facilitando a su vez el ingreso de la energía solar. "Y así, se forma una trampa, una especie de valva en la magnetósfera que permite que la energía entre", explicó Jeffrey Hughes, profesor de astronomía y director del Centro de Física Espacial ( The Center for Space Physics) en Boston University.

La energía solar excita a las partículas atrapadas alrededor de la Tierra, que a su vez son guiadas por el campo magnético hacia las regiones polares. Como estas partículas están energizadas, todo termina en una gran explosión. "Estas explosiones crean una cantidad de partículas de energía, que a su vez pueden chocar contra naves espaciales o satélites, provocando interrupciones en las comunicaciones o en las plantas de generación eléctrica", dijo Hughes.

Las auroras -un resultado secundario del efecto de reconexión- se forman en la atmósfera cuando los átomos de oxígeno o nitrógeno son golpeados por las partículas de alta energía de la magnetósfera. Este impacto hace que los átomos emitan esa luminosidad característica de las auroras en las regiones circundantes a los polos Norte y Sur.

Ver para creer

image: NASA

Hasta ahora, la evidencia del fenómeno de reconexión era indirecta porque los científicos no podían obtener "imágenes" ni señales del mismo. Pero gracias a la información obtenida por dos naves espaciales -la Polar, de la NASA y la japonesa Geotail—los investigadores han logrado ver el proceso en acción desde distintas posiciones.

La nave Polar voló a través de la zona terrestre iluminada por el Sol mientras tenía lugar el fenómeno de reconexión. Este vehículo espacial, lanzado por primera vez en 1996, ha ayudado a los científicos a comprender el proceso por el cual la energía del viento solar penetra en la magnetósfera terrestre. A su vez, la nave Geotail, se ocupó de estudiar el lado oscuro del globo terrestre, pasando docenas de veces a través de la cola magnética terrestre (una parte alargada, semejante a una "cola" de cometa, que tiene la magnetósfera). Esto permitió a los científicos determinar que la reconexión se produce, aproximadamente, a una distancia de la Tierra que varía entre los 140.000 y 160.000 kilómetros.

Al mal tiempo, buenas predicciones

Ahora que los científicos descubrieron el proceso de reconexión, están en mejores condiciones para analizar los fenómenos solares responsables de ocasionar peligrosas tormentas en el espacio alrededor de la Tierra. Dichas tormentas pueden afectar señales de radio y hasta llegan a descomponer satélites y sistemas de posicionamiento global (Global Positioning Systems). Incluso potencialmente, podrían aniquilar a un astronauta que se cruce con una de estas tormentas. Los efectos llegan incluso a la Tierra, donde pueden causar apagones y fallas en los sistemas de distribución de electricidad.

Debris in space (?)
image: NASA

Cada once años, se produce un pico de actividad solar, que se traduce en un aumento de manchas y erupciones solares de gran magnitud, así como también tormentas magnéticas en el espacio y, auroras visibles desde la Tierra. En 1989, durante el último de estos picos, se produjo el colapso de una enorme red de energía en Canadá que dejó a más de 6 millones de personas sin electricidad

El próximo pico de actividad solar tendrá lugar en el transcurso de este año. Como el mundo se ha vuelto muy dependiente que nunca de las tecnologías que podrían verse afectadas por las tormentas espaciales, el daño potencial es más serio que nunca. Durante el último pico había sólo 150 satélites geoestacionarios en órbita, mientras que ahora hay más de 600. Irónicamente, gracias a estos satélites, se podrán predecir mejor las tormentas.

Además, la NASA lanzó recientemente la nave espacial IMAGE que permite obtener imágenes globales de la, hasta ahora, invisible magnetósfeera. "Tenemos mucha mejor idea de lo que pasa y esperamos poder usar estos datos para hacer mejores predicciones", dijo Hughes. "Nuestra meta es que para el siguiente pico, en el 2010, logremos aún mejores pronósticos que los de hoy en día".

En alguna otra parte del Universo

La Tierra no es el único planeta del sistema solar que cuenta con una magnetósfera. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno también tienen campos magnéticos. El de Júpiter es 20 mil veces más fuerte que el de la Tierra y tiene varios tipos de emisiones de radio que los investigadores aún no comprenden. Incluso la Luna tiene rocas magnetizadas y en algún momento de su evolución pudo haber tenido un campo magnético.

El campo magnético terrestre probablemente se origina en su núcleo de hierro fundido. Pero esto no sucede en otros planetas. En el caso de Júpiter y Saturno, sus respectivos campos magnéticos puede ser que se originen en sus núcleos de hidrógeno metálico, mientras que los campos de Urano y Neptuno podrían originarse en el metano en estado sólido a muy bajas temperaturas.

Sitios relacionados, en español:

ASTRORED. Una buena colección de recursos de astronomía en español

Indice de recursos astronómicos en la red Internet guía en español. Remite a páginas en su mayoría en inglés

Vistas del sistema solar. Web norteamericana tradcida al español

El Sol. Imágenes y textos en español. Coronas solares, viento solar, manchas, eclipes, y mucho más.

El apagón de 1989 en Canadá Un incidente que dejó a más de 6 millones de personas sin electricidad, y que se debió a las tormentas solares. (En español)

Otros sitios de interés:

Aurora Facts from the Geophysical Institute
Información sobre las auroras producida por el Instituto de Geofísica (en inglés)

NASA’s Mission to Geospace
Misiones de la Nasa al geoespacio (en inglés)

Today’s space weather
El tiempo en el espacio (en inglés)

Exploring the Earth’s magnetosphere
Explorando la magnetósfera terrestre (en inglés)

The Sun Earth Connection
La conexión entre el Sol y la Tierra (en inglés)

 

por: Jill Max



Traducción Laura Rozenberg


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