Swarm revela los detalles de una interacción de energía.

La magnetosfera terrestre, la misión Swarm de la ESA.

El escudo protector de la Tierra.
El campo magnético y las corrientes eléctricas en y alrededor de la Tierra generan fuerzas complejas que tienen un impacto inconmensurable en la vida cotidiana. Se puede pensar que el campo es una enorme burbuja, que nos protege de la radiación cósmica y las partículas cargadas que bombardean la Tierra en los vientos solares. Crédito: ESA/ATG medialab

El Sol baña nuestro planeta con luz y calor, necesarios para la vida, pero también nos bombardea con peligrosas partículas cargadas de viento solar. Nuestro campo magnético nos protege en gran medida de este aluvión, pero como sucede con muchas relaciones, esta también es complicada. Gracias a la misión Swarm de la ESA, ahora conocemos con más detalles que nunca la naturaleza de esta interacción Tierra-Sol. 

El campo magnético terrestre es como una gran burbuja que nos protege de la radiación cósmica y las partículas transportadas por los potentes vientos que escapan de la atracción gravitacional del Sol y atraviesan el Sistema Solar.

Fuentes de campo magnético.
Las diferentes fuentes que contribuyen al campo magnético medido
por Swarm. Las corrientes de acoplamiento o corrientes alineadas
en campo fluyen a lo largo de líneas de campo magnético entre
la magnetosfera y la ionosfera.Crédito: ESA/DTU Space.

El trío de satélites Swarm fue lanzado en 2013 para ayudarnos a comprender mejor cómo se genera ese campo y cómo nos protege del bombardeo de partículas cargadas.

Como nuestro campo magnético está generado principalmente por el océano de hierro líquido que conforma el núcleo externo del planeta, podría asemejarse a una barra imantada de cuyos polos emergen las líneas de campo. 

El campo es muy conductivo y arrastra las partículas cargadas que fluyen a lo largo de estas líneas, generando corrientes alineadas con el campo.

Con una potencia eléctrica de hasta 1 TW, unas seis veces la cantidad de energía producida al año por las turbinas eólicas en Europa, estas corrientes son la forma de transferencia energética dominante entre la magnetosfera y la ionosfera.

El resplandor verde y violáceo de las auroras en las regiones polares es una manifestación visible de la energía y las partículas que se desplazan por las líneas del campo magnético. 

La teoría sobre el movimiento y el intercambio entre el viento solar y nuestro campo magnético se remonta más de cien años y, más recientemente, la red de satélites del Experimento de Respuesta Electrodinámica Planetaria y Magnetosférica Activa (AMPERE) ha permitido a los científicos estudiar corrientes alineadas con el campo a gran escala.

No obstante, la misión Swarm está dando lugar a una ola de descubrimientos de gran interés. Un nuevo artículo explora la dinámica de esta interacción energética a través de distintas escalas espaciales... y demuestra que la clave está en los detalles.

Como señala Ryan McGranaghan, del Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL) de la NASA: “Entendemos bien cómo estas corrientes intercambian energía entre la ionosfera y la magnetosfera a grandes escalas, por lo que habíamos asumido que las corrientes a menor escala presentarían el mismo comportamiento, pero transportando proporcionalmente menos energía”.

Swarm es la primera constelación de satélites de observación de la
Tierra de la ESA. En 2013, el trío de satélites se lanzarán juntos
en un lanzador de Rockot desde el cosmódromo de Plesetsk en el
norte de Rusia. Dos orbitarán en tándem a la misma altitud,
inicialmente a unos 460 km, mientras que el tercer satélite estará en
una órbita más alta de 530 km y con una inclinación ligeramente
diferente. Crédito: ESA / AOES Medialab.

“Gracias a Swarm hemos podido estudiar con más detenimiento estas corrientes menores y ver que, en determinadas condiciones, esto no es así”. 

“Nuestros descubrimientos muestran que estas corrientes menores transportan una cantidad de energía significativa y que su relación con las corrientes mayores es muy compleja. Además, las corrientes grandes y pequeñas afectan a la magnetosfera-ionosfera de manera distinta”.

Por su parte, Colin Forsyth, del University College London, apunta que “como las corrientes eléctricas alrededor de la Tierra pueden interferir con los sistemas de navegación y telecomunicaciones, este es un descubrimiento de gran importancia”.

“También nos permite comprender mejor la relación entre el Sol y la Tierra y cómo su interacción puede acabar añadiendo energía a nuestra atmósfera”.

“Los nuevos hallazgos pueden utilizarse para mejorar nuestros modelos, de forma que podamos comprender mejor y, en última instancia, prepararnos mejor para las posibles consecuencias de una tormenta solar”. 

Rune Floberghagen, responsable de la misión Swarm de la ESA, añade: “Desde el comienzo de la misión, hemos llevado a cabo proyectos para estudiar el intercambio energético entre la magnetosfera, la ionosfera y la termosfera”.

“Pero ahora estamos siendo testigos de un cambio radical en nuestra forma de entender cómo la Tierra responde e interactúa con los fenómenos solares”.

“De hecho, la investigación científica se está convirtiendo en un pilar fundamental para la ampliación de la misión Swarm, precisamente porque está abriendo nuevos caminos y, al mismo tiempo, tiene una fuerte relevancia social. Ahora es el momento de explotar ese potencial de Swarm al máximo”. 

• Publicado en ESA el 16 de febrero del 2.018.