Cancún, Quintana Roo a 11 de Octubre del 2021:Al igual que todas las estrellas existentes en el universo, el Sol emite ingentes cantidades de radiación que llegan a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas. Dichas ondas, que son producidas en la corona solar –la atmósfera superior del Sol– bombardean constantemente nuestro planeta y pueden producir interrupciones en las comunicaciones satelitales y terrestres, además de afectar los tendidos de luz eléctrica.
Afortunadamente, la Tierra posee a su alrededor un campo magnético, llamado magnetósfera, que desvía gran parte del viento solar y funciona como una especie de escudo protector. Este se encuentra a unos quinientos metros de altura y fue descubierto por el satélite Explorer 1, el cual está considerado como el primer satélite artificial puesto en órbita por Estados Unidos, en 1958.
¿Pero cómo es que se formó la magnetósfera?
Resulta que, debido a que el núcleo de nuestro planeta está compuesto por metal líquido (básicamente de hierro y níquel), la Tierra misma se convirtió en un enorme campo magnético con polos positivo y negativo. Y el campo magnético es precisamente una especie de halo o capa de fuerza que se forma alrededor del planeta como resultado de la existencia de los polos magnéticos. La vida depende de la magnetósfera porque, sin ella, la radiación proveniente del Sol aniquilaría a gran parte de las especies animales y vegetales.
Ahora bien: conforme el viento solar sopla hacia la Tierra y choca con la magnetósfera, los científicos descubrieron que de esta colisión surgen ondas de energía muy poderosas. Y acaban de descubrir también que, aunque muchas de estas ondas se mueven, otras permanecen quietas.
Quien se ha dedicado a estudiar desde hace muchos años la relación entre la magnetósfera y el impacto que el viento solar tiene en ésta, es el físico espacial Martin Archer del Imperial College de Londres. Recientemente, él y sus colegas descubrieron que la barrera de la magnetósfera, llamada magnetopausa, se comporta como si fuese la membrana de un tambor.
Auroras boreales. Islas Lofoten, Noruega. Imagen: Shutterstock.
Así, cuando la magnetopausa es golpeada por el viento solar se producen ondas magnetosónicas, las cuales se propagan a lo largo de la magnetopausa hacia los polos. Posteriormente, dichas ondas regresan a la fuente que las originó.
Este hallazgo, que resulta fundamental para comprender la compleja relación entre el Sol y la Tierra, se logró gracias a la nave espacial THEMIS de la NASA la cual, desde 2007, circunda nuestro planeta para determinar el origen de los procesos físicos que dan lugar a las auroras boreales: esas preciosas luces de color verdoso que pueden ser apreciadas en latitudes altas, concretamente en zonas polares y en países como Islandia, Noruega, Dinamarca, entre otros.
Pero también la THEMIS ha servido para conocer otro asunto de gran relevancia: que las ondas magnetosónicas se propagan a lo largo de la magnetopausa hacia los polos. Y, además, bajo un comportamiento bastante extraño, pueden viajar en contra de la dirección del viento solar.
La pregunta que ahora se hacen los científicos es: ¿qué sucede cuando las ondas magnetosónicas se encuentran con el viento solar, que es opuesto a ellas? De acuerdo con el modelo propuesto por Archer y su equipo, las dos fuerzas llegan a un punto muerto porque el empuje del viento solar contrarresta el empuje que ejercen las ondas magnetosónicas provenientes de la Tierra, de tal suerte que pareciera que no sucede nada cuando se encuentran.
La analogía para explicar este fenómeno podría ser algo parecido a cuando caminamos en sentido contrario al movimiento de una escalera eléctrica. Si seguimos caminando interminablemente hacia arriba, llegará un momento en que nos detendremos y no terminaremos de subir nunca debido a que el movimiento de la escalera es opuesto al nuestro (hacia abajo). Por lo tanto, las fuerzas (de subida y de bajada) se cancelarán hasta que nos demos por vencidos y nos detengamos. Si nos paramos, evidentemente la fuerza de bajada ejercida por la escalera nos vencerá y nos llevará nuevamente hacia abajo, al punto del cual partimos.
Interacción entre el viento solar y las ondas magnetosónicas de la Tierra. Se aprecia el fenómeno de las ondas estacionarias. Imagen: Imperial College London.
Y más o menos sucede algo parecido con el choque entre el viento solar y las ondas magnetosónicas terrestres, donde las fuerzas se cancelan porque van en sentido opuesto. En este caso, se generan ondas estacionarias.
Archer y su equipo también se percataron de que estas ondas estacionarias permanecen más tiempo en la magnetósfera, por lo que podrían tener un efecto en la aceleración de electrones. Estos últimos son responsables de que se produzcan las auroras boreales porque ellos y otras partículas son acelerados por el campo magnético de nuestro planeta a velocidades extremadamente altas.
Lo que no queda muy claro aún, y seguramente requerirá de investigaciones más profundas, es el hecho de comprender cómo afecta a la vida en la Tierra la relación entre el viento solar y las ondas magnetosónicas y si, en algún momento del futuro, este equilibrio de fuerzas se podría romper. Si se rompiese el equilibrio, ¿resultaría catastrófico para nuestro planeta? ¿Hubo algún momento en el pasado en que se rompió? Esto por el momento nadie lo sabe, ni los propios científicos.
Por otra parte, uno más de los logros de Archer fue haberles puesto sonido a las ondas estacionarias producto de la interacción del viento solar y las ondas magnetosónicas a través de simulaciones por computadora, ya que el satélite THEMIS solamente puede medir la longitud de las ondas pero es incapaz de generar algo más.
En el siguiente video, de tan solo treinta y siete segundos de duración, se puede observar y escuchar la interacción entre el viento solar y las ondas magnetosónicas terrestres
El trabajo de Archer y sus colegas fue publicado el pasado 6 de octubre en la revista Nature y puede consultarse en el siguiente enlace: https://www.nature.com/articles/s41467-021-25923-7
