La mayoría de las personas no piensan demasiado en el campo magnético de la Tierra, pero es tan esencial para la vida como el aire, el agua y la luz solar. El campo magnético proporciona una barrera invisible, pero crucial, que protege a la Tierra del campo magnético del sol, que impulsa una corriente de partículas cargadas conocidas como el viento solar hacia afuera desde las capas externas del Sol. La interacción entre estos dos campos magnéticos puede causar tormentas explosivas en el espacio cerca de la Tierra, que puede noquear los satélites y causar problemas aquí en la superficie de la Tierra,a pesar de la protección que ofrece el campo magnético de la Tierra.
Un nuevo estudio en coautoría de físicos de la Universidad de Maryland proporciona los primeros resultados importantes de la misión Magnetosphere Multiscale MMS de la NASA, incluida una mirada sin precedentes a la interacción entre los campos magnéticos de la Tierra y el sol. El documento describe el primer directoy observación detallada de un fenómeno conocido como reconexión magnética, que ocurre cuando dos líneas opuestas del campo magnético se rompen y se reconectan entre sí, liberando cantidades masivas de energía.
El descubrimiento es un hito importante en la comprensión del magnetismo y el clima espacial. El artículo de investigación aparece en la edición del 13 de mayo de 2016 de la revista ciencia .
"Imagine que dos trenes viajan uno hacia el otro en vías separadas, pero los trenes se cambian a la misma vía en el último minuto", dijo James Drake, profesor de física en la UMD y coautor del ciencia estudio. "Cada pista representa una línea de campo magnético de uno de los dos campos magnéticos que interactúan, mientras que el interruptor de pista representa un evento de reconexión. El choque resultante envía energía desde el punto de reconexión como un tirachinas".
La evidencia sugiere que la reconexión es una fuerza impulsora importante detrás de eventos tales como erupciones solares, eyecciones de masa coronal, tormentas magnéticas y las auroras observadas en los polos norte y sur de la Tierra. Aunque los investigadores han tratado de estudiar la reconexión en el laboratorio yen el espacio durante casi medio siglo, la misión MMS es la primera en observar directamente cómo ocurre la reconexión.
La misión MMS proporcionó observaciones más precisas que nunca antes. Volando en una formación piramidal en el borde del campo magnético de la Tierra con tan solo 10 kilómetros de distancia entre cuatro naves espaciales idénticas, MMS genera imágenes de electrones dentro de la pirámide una vez cada 30 milisegundos.Por el contrario, el predecesor de MMS, la Agencia Espacial Europea y la misión Cluster II de la NASA, toma mediciones una vez cada tres segundos, tiempo suficiente para que MMS realice 100 mediciones.
"Solo mirar los datos de MMS es extraordinario. El nivel de detalle nos permite ver cosas que antes eran borrosas", explicó Drake, que trabajó en el equipo científico de MMS y también asesoró al equipo de ingeniería sobre los requisitos para MMSinstrumentación: "Con un intervalo de tiempo de tres segundos, ver la reconexión con el Cluster II era imposible. Pero la calidad de los datos de MMS es absolutamente inspiradora. No está claro que alguna vez habrá otra misión como esta".
Simplemente observar la reconexión en detalle es un hito importante. Pero un objetivo principal de la misión MMS es determinar cómo se rompen brevemente las líneas del campo magnético, permitiendo que ocurra la reconexión y la liberación de energía. Medir el comportamiento de los electrones en un evento de reconexión permitirá unUna descripción más precisa de cómo funciona la reconexión; en particular, si ocurre en un proceso ordenado y ordenado, o en un remolino turbulento de tormentas de energía y partículas.
Una imagen más clara de la física de la reconexión también nos acercará un paso más a la comprensión del clima espacial, incluso si las erupciones solares y las tormentas magnéticas siguen algún tipo de patrón predecible como el clima aquí en la Tierra. La reconexión también puede ayudar a los científicos a comprender otras,fenómenos astrofísicos más enérgicos como los magnetares, que son estrellas de neutrones con un campo magnético inusualmente fuerte.
"Comprender la reconexión es relevante para una amplia gama de preguntas científicas en física solar y astrofísica", dijo Marc Swisdak, investigador científico asociado en el Instituto de Investigación en Electrónica y Física Aplicada de la UMD. Swisdak no es coautor en el ciencia papel, pero está colaborando activamente con Drake y otros en análisis posteriores de los datos de MMS.
"La reconexión en el campo magnético de la Tierra es de energía relativamente baja, pero podemos tener una buena idea de lo que está sucediendo si extrapolamos a sistemas más energéticos", agregó Swisdak. "El borde del campo magnético de la Tierra es un excelente laboratorio de pruebas, comoes casi el único lugar donde podemos volar una nave espacial directamente a través de una región donde ocurre la reconexión "
Hasta la fecha, MMS se ha centrado solo en el lado del campo magnético de la Tierra que mira hacia el sol. En el futuro, la misión está programada para volar al lado opuesto para investigar la cola en forma de lágrima del campo magnético que se aleja delDom.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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