El espacio interplanetario es apenas tranquilo. Las partículas cargadas de alta energía del Sol, así como de más allá de nuestro sistema solar, pasan constantemente. Esto puede dañar los satélites y poner en peligro la salud de los astronautas, aunque, por suerte para la vida en la Tierra, el planetaestá cubierto por una burbuja magnética protectora creada por su campo magnético. Esta burbuja, llamada magnetosfera, desvía la mayoría de las partículas dañinas de alta energía.
Sin embargo, algunos se escabullen, y a la vanguardia de descubrir cómo sucede esto es la misión multiescala Magnetosférica de la NASA, o MMS. Los nuevos resultados muestran que los remolinos de plasma espacial tipo tornado crean un límite lo suficientemente tumultuoso como para permitir que las partículas entrencerca del espacio terrestre.
MMS, lanzado en 2015, usa cuatro naves espaciales idénticas que vuelan en una formación piramidal para observar el entorno magnético alrededor de la Tierra. La misión estudia cómo las partículas se transfieren a la magnetosfera al enfocarse en las causas y los efectos de la reconexión magnética- un evento explosivo donde se cruzan las líneas de campo magnético, lanzando electrones e iones desde el viento solar hacia la magnetosfera.
Al combinar observaciones de MMS con nuevas simulaciones de computadora en 3-D, los científicos han podido investigar la física a pequeña escala de lo que está sucediendo en las fronteras de nuestra magnetosfera por primera vez. Los resultados, publicados recientemente en un artículo en Comunicaciones de la naturaleza , son claves para comprender cómo el viento solar a veces ingresa a la magnetosfera de la Tierra, donde puede interferir con los satélites y las comunicaciones GPS.
Dentro de la magnetosfera, la densidad del plasma espacial - partículas cargadas, como electrones e iones - es mucho más baja que el plasma exterior, donde prevalece el viento solar. El límite, llamado magnetopausa, se vuelve inestable cuando los dos diferenteslas regiones de densidad se mueven a diferentes velocidades. Remolinos gigantes, llamados ondas de Kelvin Helmholtz, se forman a lo largo del borde como olas oceánicas estrellándose. El límite una vez suave se enreda y se aprieta, formando tornados de plasma, que actúan como ojos de buey para el transporte de partículas cargadas desde elviento solar en la magnetosfera.
Las ondas de Kelvin Helmholtz se encuentran en todo el universo donde dos materiales de diferente densidad se mueven entre sí. Se pueden ver en formaciones de nubes alrededor de la Tierra e incluso se han observado en otras atmósferas planetarias en nuestro sistema solar.
Utilizando simulaciones por computadora a gran escala de esta mezcla, realizada en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Oak Ridge, Tennessee, en la supercomputadora Titan, y comparándolas con las observaciones que MMS tomó mientras pasaba por esa región en el espacio, los científicos pudieronmuestran que los tornados fueron extremadamente eficientes para transportar partículas cargadas, mucho más de lo que se pensaba anteriormente. Las comparaciones entre las simulaciones y las observaciones permitieron a los científicos medir las dimensiones exactas de los tornados. Descubrieron que estos tornados eran grandes y pequeños.- los que alcanzaron las 9,300 millas generaron tornados más pequeños de 60 a 90 millas de ancho y más de 125 millas de largo.
MMS se mudó recientemente a una nueva órbita, volando en el lado lejano de la Tierra, lejos del Sol. Aquí también, continuará estudiando la reconexión magnética, pero se centrará en la forma en que la energía y las partículas interactúan dentro de la magnetosfera de la Tierra, a largo plazocola magnética. Comprender estos procesos fundamentales en el vecindario de la Tierra ayuda a mejorar nuestra conciencia situacional del espacio que nos rodea, información crucial a medida que se llena cada vez más de satélites y sistemas de comunicaciones de los que dependemos.
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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