La Tierra levanta un escudo de plasma para repeler las tormentas solares

El campo magnético de la Tierra o magnetosfera se extiende desde el núcleo del planeta hacia el espacio, donde se encuentra con el viento solar, una corriente de partículas emitidas por el sol. En su mayor parte, la magnetosfera actúa como un escudo para proteger la Tierra de esta actividad solar de alta energía.

Pero cuando este campo está en contacto con el campo magnético del sol, un proceso llamado "reconexión magnética", se pueden transmitir poderosas corrientes eléctricas del sol a la atmósfera terrestre, azuzando las tormentas geomagnéticas y los fenómenos meteorológicos espaciales que pueden afectar a los aviones a gran altitud, así como a los astronautas en la estación Espacial Internacional.

Mediante la combinación de observaciones de la tierra y el espacio, el equipo detectó una nube de partículas de plasma de baja energía que esencialmente se mueve a lo largo de las líneas del campo magnético, fluyendo desde la atmósfera inferior de la Tierra hasta decenas de miles de kilómetros sobre la superficie, donde el campo magnético del planeta conecta con el del sol. En esta región, que los científicos llaman el "punto de fusión", la presencia de denso plasma frío retrasa la reconexión magnética, reduciendo los efectos del sol en la Tierra.

"El campo magnético de la Tierra protege la vida en la superficie de todas las consecuencias de estas explosiones solares", afirma John Foster, director asociado del Observatorio Haystack del MIT. "La reconexión despoja algunos de nuestros escudos magnéticos y permite la fuga de energía, fomentando grandes y violentas tormentas. Estos plasmas se dejan arrastrar por el espacio y ralentizan el proceso de reconexión, por lo que el impacto del sol sobre la Tierra es menos violento", describió Foster.

Columnas de plasma

Durante más de una década, los científicos de este observatorio han estudiado los fenómenos de columnas de plasma utilizando una técnica llamada GPS-TEC, en la que los científicos analizan las señales de radio transmitidas desde los satélites GPS a más de 1.000 receptores en tierra. Los grandes eventos del clima espacial, como las tormentas geomagnéticas, pueden alterar las ondas de radio entrantes, una distorsión que los científicos pueden utilizar para determinar la concentración de partículas de plasma en la atmósfera superior.

Usando estos datos, se pueden producir mapas mundiales de dos dimensiones de los fenómenos atmosféricos. Estas observaciones terrestres han ayudado a arrojar luz sobre las características clave de estas columnas, como la frecuencia con la que se producen y lo que hace a algunas más fuertes que otras. Para obtener una imagen más precisa, en tres dimensiones, de toda la magnetosfera, se necesitarían observaciones directamente desde el espacio.

Con este fin, Foster envió a Brian Walsh, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, los datos que muestran una columna de plasma que emana de la superficie de la Tierra y que se extiende hacia las capas inferiores de la magnetosfera, durante una tormenta solar moderada en enero de 2013. Walsh estudió la fecha analizando las trayectorias orbitales de tres naves espaciales que han estado dando vueltas a la Tierra para estudiar las auroras en la atmósfera.

Las tres naves espaciales se cruzaron con el punto de la magnetosfera en el que Foster había detectado una columna de plasma desde el suelo. El equipo analizó los datos de cada nave y encontró que el mismo frío y denso hilo de plasma se extendía hasta el final hasta que la tormenta solar entraba en contacto con el campo magnético de la Tierra.

Foster asegura que las observaciones desde el espacio validan las mediciones del suelo e, incluso, la combinación de los datos de la tierra y el espacio ofrecen una imagen muy detallada de un mecanismo de defensa natural en la magnetosfera de la Tierra.