Las majestuosas auroras han cautivado a los humanos durante miles de años, pero su naturaleza, el hecho de que las luces son electromagnéticas y responden a la actividad solar, solo se realizó en los últimos 150 años. Gracias a las observaciones multisatélite coordinadas y aRed mundial de sensores magnéticos y cámaras, el estudio cercano de las auroras ha sido posible en las últimas décadas. Sin embargo, las auroras continúan desconcertando, bailando muy por encima del suelo a un ritmo no detectado hasta el momento.
Usando datos del Historial de eventos de la NASA e Interacciones de macroescala durante las tormentas eléctricas, o THEMIS, los científicos han observado el campo magnético vibrante de la Tierra en relación con las luces del norte que bailan en el cielo nocturno sobre Canadá. THEMIS es una misión de cinco naves espaciales dedicada a comprenderLos procesos detrás de las auroras, que estallan en el cielo en respuesta a los cambios en el entorno magnético de la Tierra, se llama la magnetosfera.
Estas nuevas observaciones permitieron a los científicos vincular directamente perturbaciones intensas específicas en la magnetosfera con la respuesta magnética en el suelo. Se publicó un documento sobre estos hallazgos Física de la naturaleza el 12 de septiembre de 2016.
"Hemos hecho observaciones similares antes, pero solo en un lugar a la vez, en el suelo o en el espacio", dijo David Sibeck, científico del proyecto THEMIS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que no lo hizoparticipe en el estudio "Cuando tenga las medidas en ambos lugares, puede relacionar las dos cosas".
Comprender cómo y por qué ocurren las auroras nos ayuda a aprender más sobre el complejo entorno espacial alrededor de nuestro planeta. La radiación y la energía en el espacio cercano a la Tierra pueden tener una variedad de efectos en nuestros satélites, desde la interrupción de su electrónica hasta el aumento de la fricción y la interrupciónseñales de comunicación o navegación. A medida que crece nuestra dependencia del GPS y se expande la exploración espacial, la predicción precisa del clima espacial se vuelve cada vez más importante.
El entorno espacial de todo nuestro sistema solar, tanto cerca de la Tierra como mucho más allá de Plutón, está determinado por la actividad del sol, que realiza ciclos y fluctúa a través del tiempo. El sistema solar está lleno de viento solar, el flujo constante de partículas cargadas desde elSol. La mayor parte del viento solar es desviado de la Tierra por la magnetosfera protectora de nuestro planeta.
Sin embargo, en las condiciones adecuadas, algunas partículas solares y energía pueden penetrar en la magnetosfera, perturbando el campo magnético de la Tierra en lo que se conoce como subtormenta. Cuando el campo magnético del viento solar gira hacia el sur, el lado diurno o el lado orientado al sol, della magnetosfera se contrae hacia adentro. El extremo posterior, llamado magnetotail, se estira como una banda elástica. Cuando el magnetotail estirado finalmente retrocede, comienza a vibrar, como un resorte que se mueve hacia adelante y hacia atrás. Pueden ocurrir auroras brillantes durante esta etapa delsubtormenta.
En este entorno inestable, los electrones en el espacio cercano a la Tierra fluyen rápidamente por las líneas de campo magnético hacia los polos de la Tierra. Allí, interactúan con las partículas de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera superior, liberando fotones para crear franjas de luz que atraviesan el cielo.
Para mapear la danza eléctrica de las auroras, los científicos tomaron imágenes de la aurora que se ilumina y se oscurece sobre Canadá con cámaras de todo el cielo. Usaron simultáneamente sensores magnéticos con base en tierra en Canadá y Groenlandia para medir las corrientes eléctricas durante la subtormenta geomagnética. Más adelante enespacio, las cinco sondas THEMIS estaban bien posicionadas para recopilar datos sobre el movimiento de las líneas de campo interrumpidas.
Los científicos descubrieron que la aurora se movía en armonía con la línea del campo vibrante. Las líneas del campo magnético oscilaron en un ciclo o período de aproximadamente seis minutos, y la aurora se iluminó y se atenuó al mismo ritmo.
"Estamos encantados de ver una coincidencia tan fuerte", dijo Evgeny Panov, autor principal e investigador del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Austria en Graz. "Estas observaciones revelan el eslabón perdido en la conversión de energía magnética aenergía de partículas que alimenta la aurora "
El brillo y la atenuación de la aurora corresponde al movimiento de los electrones y las líneas del campo magnético.
"Durante el transcurso de este evento, los electrones se arrojan hacia la Tierra, luego rebotan en la magnetosfera y luego se arrojan hacia atrás", dijo Sibeck.
Cuando las olas chocan en la playa, salpican y forman espuma, y luego retroceden. La onda de electrones adopta un movimiento similar. La aurora se ilumina cuando la onda de electrones golpea hacia la atmósfera superior y se atenúa cuando rebota.
Antes de este estudio, los científicos plantearon la hipótesis de que las líneas de campo magnético oscilante guían la aurora. Pero el efecto aún no se había observado porque requiere que las sondas THEMIS estén ubicadas en el lugar correcto sobre los sensores terrestres, para coordinar adecuadamenteEn este estudio, los científicos recolectaron datos de THEMIS en un momento en que las sondas estaban posicionadas fortuitamente para observar la subtormenta.
"Incluso después de casi 10 años, las sondas todavía gozan de buena salud, y la creciente red de magnetómetros y cámaras todo-cielo continúa generando datos de alta calidad", dijo Vassilis Angelopoulos, coautora e investigadora principal de THEMIS en la Universidad deCalifornia, Los Angeles.
THEMIS es una misión del programa Explorer de la NASA, que es administrado por Goddard. La Universidad de California, el Laboratorio de Ciencias Espaciales de Berkeley supervisa las operaciones de la misión. UC Berkeley, UCLA, Universidad de Calgary y la Universidad operan conjuntamente las imágenes de todo el cielo y los magnetómetros.de Alberta en Canadá.
"La intención con THEMIS siempre ha sido unir estas medidas y hacer estas observaciones", dijo Sibeck. "Este es un estudio extremadamente satisfactorio y un placer ver el uso correcto de los datos de esta misión".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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