Noticias científicas | Estudio modela la transmisión de ondas de choque a la Tierra

Washington [US], 23 de diciembre (ANI): Un equipo internacional de científicos dirigido por Lucile Turc, investigadora de la Academia de Helsinki y apoyado por el Instituto Internacional de Ciencias Espaciales en Berna, estudió la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio cercano a la Tierra durante tres años. El equipo estudió las ondas en el área donde el viento solar choca con el campo magnético de la Tierra, llamada región de choque previo, y cómo las ondas se transmiten al otro lado del choque. Los resultados del estudio ahora se publican en Nature Physics.

“Cómo sobrevivirían las ondas pasando por el choque ha sido un misterio desde que se descubrieron las olas en la década de 1970. Nunca se ha encontrado evidencia de estas ondas al otro lado del choque”, dice Turc.

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El equipo utilizó un modelo informático de última generación, Vlasiator, desarrollado en la Universidad de Helsinki por un grupo dirigido por la profesora Minna Palmroth, para recrear y comprender los procesos físicos implicados en la transmisión de ondas. Un análisis cuidadoso de la simulación reveló la presencia de ondas al otro lado del choque, con propiedades casi idénticas a las del prechoque.

“Una vez que supimos qué y dónde buscar, se encontraron señales claras de las olas en los datos del satélite, lo que confirma los resultados numéricos”, explica Lucile Turc.

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Alrededor de nuestro planeta hay una burbuja magnética, la magnetosfera, que nos protege del viento solar, una corriente de partículas cargadas del Sol. Las ondas electromagnéticas, que aparecen como pequeñas oscilaciones en el campo magnético de la Tierra, son registradas con frecuencia por los observatorios científicos en el espacio y en tierra. Estas ondas pueden ser causadas por el impacto del viento solar cambiante o provenir de fuera de la magnetosfera.

Las ondas electromagnéticas juegan un papel importante en la creación de un clima espacial desfavorable alrededor de nuestro planeta: pueden, por ejemplo, acelerar partículas a altas energías, lo que luego puede dañar la electrónica de la nave espacial y hacer que estas partículas caigan a la atmósfera.

En el lado de la Tierra que mira hacia el Sol, los observatorios científicos registran con frecuencia oscilaciones en el mismo período que las ondas que se forman frente a la magnetosfera de la Tierra, cantando una clara canción magnética en una región del espacio llamada prechoque.

Esto ha llevado a los científicos espaciales a creer que existe una conexión entre los dos y que las ondas del choque previo pueden penetrar la magnetosfera de la Tierra y viajar a la superficie de la Tierra. Sin embargo, un gran obstáculo se interpone en su camino: las ondas deben superar el choque antes de llegar a la magnetosfera.

“Al principio pensamos que la teoría inicial propuesta en la década de 1970 era correcta: las ondas podían atravesar el choque sin cambios. Pero había una inconsistencia en las propiedades de las ondas que esta teoría no podía conciliar, así que profundizamos más en nuestra investigación, “, dice Turc.

“Eventualmente quedó claro que las cosas eran mucho más complicadas de lo que parecían. Las ondas que vimos detrás de la onda expansiva no eran las mismas que la onda expansiva, sino nuevas ondas creadas en la onda expansiva por el impacto periódico de las ondas expansivas”.

A medida que el viento solar atraviesa el choque, se comprime y calienta. La fuerza de impacto determina la cantidad de compresión y calentamiento que tiene lugar. Turc y sus colegas demostraron que las ondas previas al choque son capaces de ajustar el choque, haciéndolo alternativamente más fuerte o más débil a medida que los valles o las crestas de las olas golpean el choque. Como resultado, el viento solar que causa el choque cambia periódicamente y crea nuevas ondas, en concierto con las ondas previas al choque.

El modelo numérico también destacó que estas ondas solo podían detectarse en una región estrecha detrás del choque, y que las turbulencias en esta región podrían enmascararlas fácilmente. Esto probablemente explica por qué no se habían observado antes.

Si bien las ondas del pre-choque juegan solo un papel limitado en el clima espacial de la Tierra, son de gran importancia para comprender la física fundamental de nuestro universo. (Y YO)

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