Las tormentas magnéticas de baja altitud son una inesperada amenaza para los satélites geoestacionarios

Emmanuel Masongsong/UCLA

Los datos de las sondas THEMIS permitieron a los científicos concluir que grandes perturbaciones de la magnetosfera de la Tierra (tormentas magnéticas) pueden ocurrir a una altitud de 6.6-10 radios planetarios, algo mucho más bajo de lo que se pensaba. En este caso, la energía se puede liberar aproximadamente a las alturas de los satélites geoestacionarios, lo que representa una amenaza para estos, escriben los autores en Nature Physics.

Contexto

La Tierra tiene un poderoso campo magnético, que está constantemente expuesto al viento solar. Su interacción determina el clima espacial, es decir, la totalidad de los procesos que ocurren en el espacio cercano a la Tierra y en la atmósfera superior, lo que puede afectar las condiciones tanto en las altitudes de los satélites como en la superficie del planeta.

Los científicos identifican dos fenómenos principales que controlan el clima espacial: tormentas magnetosféricas globales y subtormentas locales. Su ocurrencia está asociada con la inconstancia del flujo del viento solar. Las grandes perturbaciones se expresan en la amplificación de las corrientes eléctricas que rodean la Tierra en la magnetosfera, lo que conduce a la aparición de auroras y la expansión de los cinturones de radiación.

Durante una tormenta, la energía magnética del viento solar se acumula en la magnetosfera de la Tierra y luego calienta materia o acelera partículas cargadas a través de la reconexión magnética. Dado que la presión del viento solar conduce a la aparición de una asimetría significativa entre los lados diurno y nocturno del campo magnético, el lugar de la reconexión es un tema importante.

En el caso de las subtormentas, la respuesta es conocida: el lado nocturno se ubica a una distancia de 20-30 radios de la Tierra, sin embargo, debido a la relativa rareza de las tormentas de alto grado y la cobertura limitada de las observaciones satelitales, esta pregunta queda abierta.

La nueva observación

Ahora, geofísicos de los Estados Unidos y Corea del Sur, liderados por Vassilis Angelopoulos de la Universidad de California, Los Ángeles, utilizaron datos de tres satélites THEMIS de la NASA para determinar dónde ocurrió la reconexión durante una tormenta en diciembre de 2015. Resultó que las reconexiones ocurrieron en el lado nocturno, pero a una distancia del centro de la Tierra de solo 6.6-10 radios, lo que se consideró imposible.

El límite inferior de una cierta altura de reconexiones coincide aproximadamente con las órbitas de los satélites geoestacionarios. Esto indica la amenaza de falla de dispositivos con tales trayectorias, que no se conocía previamente. Esta conclusión se confirmó observando los flujos de partículas cargadas de alta energía por el satélite meteorológico GOES G13 poco después de fijar la liberación de energía.


La ubicación de los satélites (círculos de colores) y los eventos de reconexión registrados (cruces rojas) en relación con la Tierra, los cinturones de radiación y la corriente del anillo en la proyección ecuatorial.
V. Angelopoulos et al. / Nature Physics, 2020

Inesperado

“Solo tales mediciones directas de las reconexiones magnéticas y los flujos de energía asociados proporcionan evidencia convincente de la existencia de un mecanismo de recarga de tormentas tan inesperado”, dice Angelopoulos. “El registro de este raro fenómeno, que surgió más cerca de la Tierra que nunca, nos hace reconsiderar las ideas existentes sobre el proceso de reconexión”.

Los consideran inesperado este descubrimiento porque, por un lado, se han observado reconexiones a grandes distancias de 20 a 30 radios durante las tormentas, pero la energía de las partículas que surgen en ellas es demasiado pequeña para explicar todo el fenómeno, mientras está en funcionamiento. Por otro lado, la reconexión a distancias más cortas se consideró imposible debido al efecto estabilizador del componente dipolar del campo magnético de la Tierra.

El año pasado, el sol en calma provocó una poderosa tormenta magnética en la Tierra. Así mismo, documentos recientemente desclasificados informaron que una poderosa tormenta geomagnética provocada por el Sol en 1972 condujo a la detonación de minas magnéticas instaladas durante la Guerra de Vietnam.
 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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