Estructuras inesperadas en ‘zig-zag’ descubiertas en el campo magnético de la Tierra: ScienceAlert

Se ha detectado por primera vez en el campo magnético de la Tierra un extraño fenómeno que se cree que sólo existe cerca del Sol. El descubrimiento podría ayudar a los científicos a pronosticar con mayor precisión el impacto de las tormentas geomagnéticas.

Los físicos Emily McDougall y Matthew Argall de la Universidad de New Hampshire detectaron estructuras inesperadas en el plasma atrapado en el campo magnético de la Tierra. El plasma parecía haber estado girando lentamente antes de volver a su orientación original, creando torceduras en forma de zigzag llamadas curvas magnéticas.

Si bien estos cambios no se habían visto antes en el campo magnético de la Tierra, recuerdan las estructuras que se ven en el plasma que emerge constantemente del Sol. Y resulta que ambos pueden estar relacionados.

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Tras un examen más detenido, el equipo descubrió que no todo el plasma atrapado en el campo magnético de la Tierra procedía de nuestro planeta: parte de él procedía del Sol, mezclándose con partículas cargadas de origen local. Esa interacción provocó que el campo magnético se rompiera y se reconectara, creando los característicos zigzags.

Las naves espaciales que estudian el Sol han visto señales de retrocesos durante décadas. Aunque existen algunas teorías en competencia que explican sus orígenes, parecen formarse cuando interactúan dos tipos diferentes de líneas de campo magnético.

Las líneas de campo abiertas apuntan directamente en dirección opuesta al Sol, fluyendo hacia el espacio y transportando plasma que llamamos viento solar. Las líneas de campo cerradas, sin embargo, viajan hacia afuera por una distancia relativamente corta, luego invierten su curso y se curvan nuevamente hacia el Sol.

Un diagrama que ilustra cómo se forman las curvas en el campo magnético del Sol, cuando las líneas de campo abierto (izquierda) interactúan con las líneas de campo cerrado (derecha). (Zank et al., ApJ, 2020)

Cuando se forman líneas de campo abierto cerca de un conjunto de campos magnéticos cerrados, pueden romperse y volverse a conectar entre sí. El plasma en el borde exterior de un circuito cerrado es atraído hacia el Sol, sólo para ser guiado hacia las líneas de campo abierto, llevándolo al espacio. Las interacciones entre las líneas en esta onda en forma de S liberan ráfagas de energía que “tuercen” las líneas de campo: esto es un retroceso.

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McDougall y Argall identificaron signos de una estructura similar en el campo magnético de la Tierra mientras analizaban datos de la misión Magnetosférica Multiescala de la NASA. En este caso, las líneas de campo abiertas son las que fluyen desde el Sol, que interactúan con las líneas de campo cerradas que giran alrededor de la Tierra.

“Este descubrimiento”, escriben los investigadores, “proporciona nuevas pistas sobre cómo se pueden formar perturbaciones similares en el límite entre diferentes regiones del plasma, lo que permite futuros estudios de eventos relacionados en las capas exteriores del Sol sin necesidad de enviar naves espaciales directamente a esas condiciones extremas”.

La investigación fue publicada en el Journal of Geophysical Research: Space Physics.