Los datos de la misión Cluster de la ESA han proporcionado una grabación de la misteriosa ‘canción’ que la Tierra canta cuando es golpeada por una tormenta solar. Los nuevos hallazgos se publicaron en la revista AGU Geophysical Research Letters.
La canción proviene de ondas que se generan en el campo magnético de la Tierra por la colisión de la tormenta. La tormenta en sí es la erupción de partículas cargadas eléctricamente de la atmósfera del Sol.
Para capturar el sonido, que para algunos puede resultar muy desagradable, los científicos analizaron los datos de seis tormentas solares en la región espacial donde las partículas del viento solar chocan por primera vez contra la magnetosfera, creando como resultado ondas magnetoacústicas.
Los datos fueron recolectados por cuatro aparatos espaciales que orbitan alrededor del planeta en el marco de la misión Cluster, de la Agencia Espacial Europea.
El grupo consiste en cuatro naves espaciales que orbitan la Tierra en formación, investigando el entorno magnético de nuestro planeta y su interacción con el viento solar, un flujo constante de partículas liberadas por el Sol en el Sistema Solar.
Como parte de sus órbitas, la nave espacial Cluster vuela repetidamente a través del premontaje, que es la primera región que encuentran las partículas cuando una tormenta solar golpea nuestro planeta. El equipo descubrió que, en la primera parte de la misión, de 2001 a 2005, la nave espacial voló a través de seis de esas colisiones, registrando las olas que se generaron.
El nuevo análisis muestra que, durante la colisión, el choque previo se ve impulsado a liberar ondas magnéticas que son mucho más complejas de lo que se pensaba.
“Nuestro estudio revela que las tormentas solares modifican profundamente la región de premonitorios”, dijo Turc, quien es el autor principal del nuevo estudio.
Cuando las frecuencias de estas ondas magnéticas se transforman en señales audibles, dan lugar a una canción extraña que recuerda más los efectos de sonido de una película de ciencia ficción que de un fenómeno natural.
En tiempos de silencio, cuando ninguna tormenta solar golpea la Tierra, la canción tiene un tono más bajo y menos compleja, con una sola frecuencia que domina la oscilación. Cuando golpea una tormenta solar, la frecuencia de la ola se duplica aproximadamente, y la frecuencia precisa de las ondas resultantes depende de la fuerza del campo magnético en la tormenta.
“Es como si la tormenta estuviera cambiando la sintonía del premonitorio”, dijo Turc.
Y no se detiene ahí. La frecuencia de la onda no solo cambia, sino que también se vuelve mucho más complicada que la frecuencia única presente en tiempos de silencio. Una vez que la tormenta golpea el premonitorio, la ola se rompe en una red compleja de diferentes frecuencias más altas.
Las simulaciones por computadora del premontaje, realizadas utilizando un modelo llamado Vlasiator, que se está desarrollando en la Universidad de Helsinki, demuestran el intrincado patrón de onda que aparece durante las tormentas solares.
Los cambios en la anticipación tienen el poder de afectar la forma en que la tormenta solar se propaga hacia la superficie de la Tierra. Aunque todavía es una pregunta abierta exactamente cómo funciona este proceso, está claro que la energía generada por las olas en el premontaje no puede escapar al espacio, ya que las olas son empujadas hacia la Tierra por la tormenta solar entrante.
Sin embargo, antes de que lleguen a nuestra atmósfera, las ondas encuentran otra barrera, el arco de choque, que es la región magnética del espacio que ralentiza las partículas del viento solar antes de que choquen con el campo magnético de la Tierra. La colisión de las ondas magnéticas modifica el comportamiento del choque del arco, posiblemente cambiando la forma en que procesa la energía de la tormenta solar entrante.
Las tormentas solares son parte del clima espacial. Si bien el viento solar siempre sopla, las descargas explosivas de energía cerca de la superficie del Sol generan turbulencias y ráfagas que eventualmente generan tormentas solares.
“Este es un excelente ejemplo de cómo Cluster continúa ampliando nuestro conocimiento de la conexión Sol-Tierra, incluso años después de que se obtuvieron los datos originales”, dijo Philippe Escoubet. “Los resultados nos llevan a profundizar en los detalles de las interacciones magnéticas fundamentales que tienen lugar en todo el Universo”.
Mayor información en: L. Turc, O. W. Roberts, M. O. Archer, M. Palmroth, M. Battarbee, T. Brito, Et al. «First Observations of the Disruption of the Earth’s Foreshock Wave Field During Magnetic Clouds» AGU Geophysical Research Letters, Published: 19 November 2019.