Observan por primera vez de manera directa el mecanismo de formación de una aurora boreal

Un equipo internacional de científicos ha realizado la primera observación directa de la 'lluvia' de electrones que rebota en la magnetosfera de la Tierra, fenómeno comúnmente conocido como aurora boreal.

Entre una variedad de auroras, los parches aurorales pulsátiles que aparecen al amanecer son comunes, pero los mecanismos físicos que impulsan esta pulsación auroral hasta ahora no se han verificado a través de la observación.

 

Con un nuevo satélite con herramientas de medición avanzadas, los investigadores han identificado que esta maravilla es causada por la interacción difícil de detectar entre los electrones y las ondas de plasma. Esta interacción tiene lugar en la magnetosfera de la Tierra, la región que rodea a la Tierra en la que el comportamiento de las partículas eléctricas generalmente se rige por el campo magnético del planeta.

 

El equipo involucrado en la observación está formado por investigadores de cinco universidades japonesas (de Tokio, Nagoya, Osaka, Kanazawa y Tohoku), del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de Japón, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica en Taiwán; y las instituciones estadounidenses Universidad de California en Los Ángeles y Universidad de California en Berkeley. Los científicos han publicado sus resultados este miércoles en 'Nature'.

 

"Las subtormentas aurorales son causadas por la reconfiguración global en la magnetosfera, que libera energía solar eólica almacenada", escribe Satoshi Kasahara, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Tokio (Japón), que es además el autor principal del artículo.

 

Según explica, estas subtormentas se caracterizan por el brillo auroral desde el anochecer hasta la medianoche, seguido de violentos movimientos de distintos arcos aurorales que eventualmente se rompen y emergen como parches difusos y aurorales palpitantes al amanecer.

 

La reconfiguración global a menudo impulsa un tipo específico de ondas de plasma llamadas 'ondas de coro', para llevar los electrones a la atmósfera superior. Esto estabiliza el sistema y emite una luz colorida a medida que los electrones caen. Sin embargo, los científicos han cuestionado si estas 'ondas de coro' eran lo suficientemente potentes como para excitar electrones hasta el punto de crear auroras.

 

"Nosotros, por primera vez, observamos directamente la dispersión de electrones por las ondas de coro que generan precipitación de partículas en la atmósfera de la Tierra", dice Kasahara, que asegura que "el flujo de electrones precipitantes fue lo suficientemente intenso como para generar una aurora pulsante".

 

DISEÑO DE UN SENSOR ELECTRÓNICO ESPECIALIZADO

 

Si los científicos no han podido ver esta evidencia directa de la dispersión de electrones antes era porque los sensores de electrones típicos no podían distinguir los electrones precipitantes de los demás. Por eso, Kasahara y su equipo diseñaron un sensor electrónico especializado que observó las interacciones precisas de los electrones aurorales impulsados por las 'ondas de coro'.

 

Este sensor fue puesto a bordo del satélite ERG (Exploración de la energía y Radiación en el espacio geográfico), también conocido como la nave espacial Arase, lanzada por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA).

 

"Al analizar los datos recopilados por la nave espacial ERG de manera más exhaustiva, revelaremos la variabilidad y otros detalles de la física del plasma y los fenómenos atmosféricos resultantes como las auroras", concluye Kasahara.

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