Los efectos de las erupciones solares en la magnetosfera de la Tierra

Una ilustración de los impactos de la llamarada solar en todo el geoespacio. Crédito: Jing Liu.

El planeta Tierra está rodeado por un sistema de campos magnéticos conocido como magnetosfera. Este vasto sistema en forma de cometa desvía las partículas cargadas procedentes del sol, protegiendo a nuestro planeta de la radiación de partículas dañinas e impidiendo que el viento solar (es decir, una corriente de partículas cargadas liberadas de la atmósfera superior del sol) erosione la atmósfera.

Si bien estudios anteriores han reunido pruebas sustanciales de los efectos que el viento solar puede tener en la magnetosfera de la Tierra, el impacto de las erupciones solares (es decir, erupciones repentinas de radiación electromagnética en el sol) es poco conocido. Las erupciones solares son eventos altamente explosivos que pueden durar desde unos minutos hasta horas y se pueden detectar mediante rayos X o dispositivos ópticos.

Investigadores de la Universidad de Shandong en China y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de Estados Unidos han llevado a cabo recientemente un estudio que investiga los efectos que las erupciones solares pueden tener en la magnetosfera de la Tierra. Su artículo, publicado en Nature Physics,ofrece nuevos conocimientos valiosos que podrían allanar el camino hacia una mejor comprensión de la dinámica del geoespacio. El geoespacio, la porción del espacio exterior que está más cerca de la Tierra, incluye la atmósfera superior, la ionosfera (es decir, la parte ionizada de la atmósfera) y la magnetosfera.

«La magnetosfera se encuentra en la región por encima de la ionosfera y es la región espacial totalmente ionizada por encima de los 1000 km del suelo», dijo a Phys.org el profesor Jing Liu, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio. «La región está rodeada por el viento solar y está afectada y controlada por el campo magnético de la Tierra y el campo magnético del viento solar».

La magnetosfera se describe generalmente como la barrera protectora de la Tierra contra el viento solar y otras partículas solares, ya que evita que estas partículas entren en las otras capas protectoras del planeta. No obstante, estudios anteriores mostraron que cuando la dirección del viento solar es opuesta al campo magnético de la magnetosfera, las líneas magnéticas de estas dos regiones pueden ‘conectarse’. Esto significa que algunas partículas del viento solar pueden transmitirse directamente al espacio que rodea la Tierra.

«Nos preguntamos: ¿Puede el proceso de llamarada, que se caracteriza por una mayor radiación, no solo afectar directamente a la ionosfera de la Tierra, sino también causar perturbaciones en la magnetosfera como el viento solar?» Liu dijo. «Para responder a esta pregunta, adoptamos una serie de conjuntos de datos observacionales, recopilados por los sistemas globales de navegación por satélite, la red europea de radares de dispersión incoherente, los satélites ionosféricos, los satélites en órbita lunar y más».

Liu y sus colegas analizaron datos recopilados por diferentes dispositivos y satélites durante un evento de llamarada solar que tuvo lugar el 6 de septiembre de 2017. Para ello, adoptaron un modelo geoespacial numérico recientemente desarrollado en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica. Este modelo, denominado modelo de termosfera de la ionosfera (LTR) de alta resolución espacio-temporal de la magnetosfera, reproduce los cambios desencadenados por las erupciones solares en el sistema de acoplamiento magnetosfera-ionosfera.

Utilizando el modelo LTR y los datos recopilados previamente, los investigadores pudieron revelar los efectos de las erupciones solares en la dinámica magnetosférica y en el acoplamiento electrodinámico entre la magnetosfera y la ionosfera. Más específicamente, observaron un aumento rápido y grande en la fotoionización inducida por llamaradas de la región E ionosférica polar a altitudes entre 90 y 150 km. El fenómeno observado por Liu y sus colegas pareció tener una serie de efectos en la región geoespacial, incluido un calentamiento joule inferior de la atmósfera superior de la Tierra, una reconfiguración de la convección de la magnetosfera y cambios en la precipitación auroral.

«Demostramos que los efectos de las erupciones solares se extienden por todo el geoespacio a través del acoplamiento electrodinámico, y no se limitan, como se creía anteriormente, a la región atmosférica donde se absorbe la energía de la radiación», explicó Liu. «Debido al similar proceso de acoplamiento solar-magnetosfera-ionosfera en otros planetas similares a la Tierra, nuestro estudio también proporciona nuevas pistas para explorar y comprender los efectos de las erupciones solares en otros planetas. En mi futura investigación, planeo estudiar los efectos de las llamaradas en planetas con la misma magnetosfera (como Júpiter, Venus y Saturno)».

http://www.periodicoelnuevomundo.com/2021/06/los-efectos-de-las-erupciones-solares.html

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