La lluvia de electrones que rebota a través de la magnetosfera de la Tierra, comúnmente conocida como la aurora boreal, ha sido observada directamente por primera vez por un equipo internacional de científicos. Si bien la causa de estas coloridas auroras se ha planteado durante mucho tiempo como hipótesis, los investigadores nunca habíanobservado directamente el mecanismo subyacente hasta ahora.
Los científicos publicaron sus resultados hoy en Naturaleza .
El espectáculo de estas lluvias subatómicas es legendario. Vals verdes, rojos y morados a través del cielo nocturno, mezclándose entre sí para un espectáculo fantástico ampliamente considerado como una de las grandes maravillas del mundo. Entre una variedad de auroras, aurorales pulsantesLos parches que aparecen al amanecer son comunes, pero los mecanismos físicos que impulsan esta pulsación auroral hasta ahora no se habían verificado mediante la observación
Con el advenimiento de un nuevo satélite con herramientas de medición avanzadas, los investigadores ahora han identificado que esta maravilla es causada por la interacción difícil de detectar entre electrones y ondas de plasma. Esta interacción tiene lugar en la magnetosfera de la Tierra, la región que rodea elTierra en la que el comportamiento de las partículas eléctricas suele estar gobernado por el campo magnético del planeta.
"Las subtormentas aurorales ... son causadas por la reconfiguración global en la magnetosfera, que libera energía eólica solar almacenada", escribe Satoshi Kasahara, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias en la Escuela de Graduados de Ciencias de la Universidad deTokio en Japón, el autor principal del artículo. "Se caracterizan por un brillo auroral desde el anochecer hasta la medianoche, seguido de movimientos violentos de distintos arcos aurorales que eventualmente se rompen y emergen como parches aurorales difusos y pulsantes al amanecer".
La reconfiguración global a menudo impulsa un tipo específico de ondas de plasma llamadas ondas de coro, para hacer llover electrones en la atmósfera superior. Esto estabiliza el sistema y emite una luz colorida a medida que los electrones caen. Sin embargo, los científicos han cuestionado si las ondas de coroeran lo suficientemente potentes para excitar electrones hasta el punto de crear auroras.
"Nosotros, por primera vez, observamos directamente la dispersión de electrones por ondas de coro que generan precipitación de partículas en la atmósfera de la Tierra", dice Kasahara. "El flujo de electrones precipitado fue lo suficientemente intenso como para generar una aurora pulsante".
Los científicos antes no podían ver esta evidencia directa de la dispersión de electrones porque los sensores de electrones típicos no pueden distinguir los electrones precipitantes de otros. Kasahara y su equipo diseñaron un sensor de electrones especializado que observó las interacciones precisas de los electrones aurorales impulsados por ondas de coro. El sensorestaba a bordo del satélite Exploration of energization and Radiation in Geospace ERG, también conocido como la nave espacial Arase, lanzado por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón.
Los científicos planean continuar con esta línea de investigación. El equipo colaborativo incluye no solo investigadores de la Universidad de Tokio, sino también de la Universidad de Nagoya, la Universidad de Osaka, el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas, la Universidad de Kanazawa y la Universidad de Tohoku en Japón; el Academic Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics en Taiwán; y la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de California, Los Ángeles en los EE. UU.
"Al analizar los datos recopilados por la nave espacial ERG de manera más completa, revelaremos la variabilidad y más detalles de la física del plasma y los fenómenos atmosféricos resultantes, como las auroras", dice Kasahara.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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