La Enciclopedia Libre Universal en Español dispone de una lista de distribución pública, enciclo@listas.us.es

Magnetósfera

De la Enciclopedia Libre Universal en Español
Saltar a: navegación, buscar

Artículo principal: campo magnético

La magnetosfera (o magnetósfera) [1] es el área espacial del entorno de la Tierra en que el campo magnético terrestre tiene el control sobre el movimiento de las partículas cargadas.[2]

La Tierra es un enorme imán, y su influencia se extiende más allá de la Luna.[3][4]

Está rodeada de un campo magnético. Sobre ese campo magnético influye el “viento solar” que va cargado de iones y electrones a una velocidad de entre 400 y 800 Km/s constituyendo un complejo sistema de campos eléctricos y magnéticos, corrientes eléctricas y partículas cargadas.

La magnetosfera forma un verdadero escudo protector contra las partículas cargadas del viento solar, impidiéndoles llegar a la baja atmósfera.[5] Además de la Tierra también tienen magnetosfera Mercurio, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.


Información complementario

Artículo principal: Viento solar

  • En 1958 Eugene Parker de la Universidad de Chicago, dedujo la estructura de la corona solar. A distancias muy largas se preveía que la corona, disminuiría hacia presión y densidad cero, pero Parker halló que la conducción de calor interfería e impedía ese equilibrio. En lugar de eso sugirió otra hipótesis en la que las capas superiores de la corona fluían hacia fuera del Sol a una velocidad como la de "radiación corpuscular" de Biermann.[6] El flujo se llamó "viento solar", y su existencia fue confirmada posteriormente por vehículos espaciales. Su densidad en la órbita terrestre es de unos 6 iones por cm 3. El Sol está lanzando 1 millón de toneladas de materia hacia el espacio cada segundo. Llamamos a este material viento solar. Estas partículas viajan por todo el espacio más allá de Plutón y no reducen la velocidad hasta que llegan al final de la heliosfera. La heliosfera es la zona del espacio influenciado por el Sol.
  • El viento solar confina el campo magnético de la Tierra en torno a ella. Una mezcla libre de iones y electrones, tanto del viento solar como de la ionosfera de la Tierra, está confinado por las fuerzas electromagnéticas que son mucho más fuertes que la gravedad y las colisiones.
  • Bajo las condiciones adecuadas, la energía y presión del viento solar pueden distorsionar la magnetosfera y causar auroras y tormentas magnéticas. Es una zona dominada por el campo magnético de la Tierra, que se extiende decenas de miles de kilómetros en el espacio y desvía el viento solar alrededor de la Tierra.[7] Su función principal es actuar de barrera entre este planeta y las partículas que desprende constantemente el Sol.
  • El viento solar es una mezcla de electrones (con carga negativa) e iones (átomos que han perdido electrones, resultando con carga positiva). Estas partículas constituyen plasma.“En física y química, se denomina plasma a un gas constituido por partículas cargadas (iones) libres y cuya dinámica presenta efectos colectivos dominados por las interacciones electromagnéticas de largo alcance entre las mismas. Con frecuencia se habla del plasma como un estado de agregación de la materia con características propias, diferenciándolo de este modo del estado gaseoso, en el que no existen efectos colectivos importantes”.[8] El plasma no es ni gas, ni liquido, ni sólido, es el cuarto estado de la materia.[9]

El plasma fue descubierto en 1923; es un compuesto ionizado en que hay una mezcla de partículas cargadas eléctricamente. Las estrellas son plasma y el gas interestelar también. En la Tierra existe en las auroras polares, en relámpagos y en el rayo en bola. El 99% de la materia del universo es plasma, un estado de la materia en el que las partículas no se acoplan, existen como elementos individuales. El estado de materia llamado plasma existe a unas temperaturas muy altas de miles de grados, los átomos se rompen y se obtienen partículas individuales. Los átomos se rompen pero no se unen, las partículas deambulan libremente.

En resumen, cuando los electrones ya no están atrapados en órbitas alrededor del núcleo, tenemos el estado de plasma. Esto es, cuando un gas se convierte en un montón de electrones que han escapado a la atracción del núcleo de sus átomos respectivos y los iones que están cargados positívamente porque han perdido a uno o más electrones.

En esta zona las partículas ionizadas forman una característica envoltura modelada por las líneas de fuerza del campo magnético y por la interacción con el viento solar. El plasma magnetosférico más frío se encuentra usualmente en una zona en forma toroidal que rodeando la Tierra. El plasma puede detectarse porque se mueve a causa de fuerzas eléctricas y magnéticas. El reordenamiento de plasma como consecuencia de las turbulencias es uno de los procesos más importantes que se producen en la magnetosfera del planeta pues tiende a homogeneizar las características del plasma.

La alta atmósfera

Artículo principal: Atmósfera

De abajo hacia arriba se encuentra: la ionosfera, la termosfera y exosfera. Con frecuencia se entremezclan los bordes entre una y otra por lo que es difícil establecer un límite preciso y exacto de cada una de ellas.

En función de la temperatura las dos últimas capas son la termosfera y la exosfera.

Ionosfera

A partir de los 80 Km de altura se encuentra la ionosfera, denominada así por la presencia de partículas eléctricas de origen solar. Se encuentra ionizada por radiación solar de rayos ultravioleta y rayos cósmicos. Esto significa que la energía del Sol es tan fuerte en este nivel que provoca que las moléculas se separen. De esta manera, los electrones terminan flotando de forma independiente, junto a las moléculas que han perdido o ganado electrones. La temperatura asciende bruscamente.

La ionosfera coincide bastante con la termosfera; se denomina así por la característica de las partículas que la componen, las ionizadas, y la segunda tiene en cuenta sobre todo las temperaturas. A veces se emplea el término termosfera, a causa de las altas temperaturas (en torno a los 400 km se alcanzan unos 1.200° C y si el Sol está activo 1.500º C).En tan extensa capa hay al menos otras 4 subcapas.

Tiene importancia práctica, ya que influye, por ejemplo, en la propagación de la radio en la Tierra; es responsable de las auroras polares. En ella se desintegran los meteoritos dando lugar a las estrellas fugaces.

En toda esta zona es importante la corriente de Birkeland; un conjunto de corrientes que fluyen a lo largo de las líneas del campo geomagnético en algunas zonas de la ionosfera .

La fuerza de la corriente de Birkeland cambia con la actividad en la magnetosfera. Variaciones a pequeña escala (electrones que fluyen hacia abajo) aceleran a los electrones de la magnetosfera que, cuando llegan a la atmósfera superior, crean las auroras boreales y australes. En la alta ionosfera (zonas de la aurora), la corriente de Birkeland cierra el electrochorro a través de tal región de la aurora, que fluye perpendicular al campo magnético local en la ionosfera.

La corriente de Birkeland se producen en dos pares de láminas de corriente de campo alineado. La hoja en la parte alta de la zona auroral se conoce como la Región 1 y la hoja en la parte baja se conoce como la Región 2.

Estas corrientes las predijo en 1908 el físico Kristian Birkeland, que emprendió expediciones más allá del Círculo Polar Ártico para estudiar la aurora boreal. Él descubrió, mediante instrumentos simples que cuando aparecía la aurora las agujas de magnetómetros cambiaban de dirección, lo que confirmaba los resultados de Anders Celsius y Olof Hjorter más de un siglo antes. Esto sólo podría implicar que las corrientes fluían por encima de la atmósfera. Él teorizó que el Sol emite rayos catódicos, [10] y los corpúsculos de lo que hoy se conoce como viento solar entran en el campo magnético de la Tierra y generan corrientes, creando así las auroras. En 1967 un satélite orbitando en la región auroral, mostró que las corrientes postuladas por Birkeland existían. En honor a él y su teoría de estas corrientes se llaman “corrientes de Birkeland”.

El profesor Carl-Gunne Falthammar escribió:

"Una razón por la cual las corrientes de Birkeland son particularmente interesante es que, en el plasma obligado a llevarlas, provocan una serie de procesos físicos (olas, inestabilidades, formación de estructura fina). Estos procesos a su vez tienen consecuencias tales como la aceleración de partículas cargadas , tanto positivos como negativos, y la separación elemento (tales como de eyección de iones de oxígeno)". [11]

Las Corrientes de Birkeland llevan alrededor de 100.000 amperios durante periodos tranquilos [12] y más de 1 millón de amperios durante tiempos geomagnéticamente perturbados.[13] Las corrientes ionosféricas que conectan las corrientes de campo alineado calientan la atmósfera superior debido a la conductividad de la ionosfera. El calor (también conocido como calor de Joule) se transfiere desde el plasma ionosférico al gas de la atmósfera superior.

Algunos autores consideran que la alta ionosfera constituye el límite inferior de la magnetosfera, solapándose ligeramente ambas capas entre los 500 y 800km.

Termosfera

El aumento de temperatura es constante con la altura. Su altura varía según la actividad solar. Es el dominio de los satélites que pasan rozando la termosfera en su recorrido alrededor de la Tierra. También es donde la radiación solar hace el primer contacto con nuestro planeta. La termosfera intercepta los fotones del ultravioleta extremo (UVE) del Sol antes de que alcancen el suelo. Cuando la actividad solar es alta, el UVE solar calienta la termosfera, y como consecuencia se infla. La temperatura de esta capa puede llegar hasta 1500° C (2.730° F). Las moléculas están tan lejos unas de otras que la temperatura en el sentido habitual no está bien definida. En esta capa la Estación Espacial Internacional orbita, entre 320 y 380 km.

Exosfera

Es la capa externa de la atmósfera terrestre, cuyas características son la dispersión y la disipación de los gases. El límite inferior se entremezca con la termosfera. Empieza a abrirse el espacio exterior ”o según la terminología mas reciente, la geocorona”.[14]

Más allá de la atmósfera

De modo progresivo deja de haber gases, y cuando hay están muy enrarecidos. Por tanto la atmósfera acaba. Predomina el plasma.

Plasmasfera

“La zona de la magnetosfera controlada por el campo magnético terrestre (rota con la Tierra) se conoce como plasmasfera”. [15]En realidad es la magnetosfera interior e inferior. Está compuesta de denso plasma ionizado.

Esta capa se extiende de dos a tres radios terrestres en la parte orientada al Sol, bajo condiciones tranquilas y del lado alejado,unos 6 radios terrestres. El largo de la plasmasfera depende de las condiciones del espacio. Altos niveles de actividad solar contraen la plasmasfera, largos periodos de quietud permiten que ésta se expanda.

La forma general que esta plasmasfera adopta, fue descubierta el año 2000 por la nave espacial robotizada IMAGE de la NASA. Se ha creado a partir de las moléculas energéticas de la luz del Sol presentes en las capas altas de la atmósfera y está contenida por el campo magnético de la Tierra.[16]


La plasmasfera coincide en bastante de su extensión con la magnetosfera sólo que se da esos nombres diferentes en función del estado de la materia o de la acción magnética.[17]

Las partículas se mueven y circulan sobre la magnetosfera, e incluso generan tormentas. La magnetosfera cambia constantemente, incluso alterando su orientación cada algunos miles de años. Las partículas cargadas del viento solar son arrastradas por el campo magnético sobre los polos magnéticos dando lugar a la formación de auroras polares, boreales en el hemisferio norte y australes en el hemisferio sur.

Magnetosfera

La magnetosfera (700-60.000 km) contiene gran parte de la exosfera (500-10.000 km),solapándose en la exopausa. La magnetosfera interacciona con el viento solar en una región denominada magnetopausa que se encuentra a unos 60.000 km de la Tierra en la dirección Tierra-Sol. En el lado no iluminado las líneas de campo se deforman y alargan arrastradas por el viento solar, alcanzando un tamaño de 300.000 km en la dirección opuesta al Sol.[18]


Cuando entra en contacto con el campo magnético del Sol, proceso llamado "reconexión magnética", donde se transmiten poderosas corrientes eléctricas del Sol a la atmósfera terrestre, incrementa la potencia de las tormentas geomagnéticas.

En esta zona llamada "punto de fusión", la presencia del denso plasma frío retrasa la reconexión magnética, reduciendo los efectos perjudiciales del Sol para la vida en la Tierra.

La reconexión despoja algunos de los escudos magnéticos de la Tierra y permite la fuga de energía, fomentando grandes y violentas tormentas. Este plasma se deja arrastrar por el espacio y ralentizan el proceso de reconexión, por lo que el impacto del Sol sobre la Tierra es menos violento. El campo magnético de la Tierra protege la vida en la superficie de todas las consecuencias de estas explosiones solares. [19][20] [21]

Desde principios del presente siglo diversos científicos del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT) han estudiado los fenómenos de columnas de plasma utilizando una técnica llamada GPS-TEC, en la que analizan tales tormentas geomagnéticas transmitidas desde los satélites GPS a más de 1.000 receptores en tierra. Tales tormentas son una de las manifestaciones del clima espacial.

Los avances en este campo están permitiendo representar una imagen en 3 dimensiones de la magnetosfera.

Descripción de la magnetosfera

A pesar de su nombre, la magnetosfera no es esférica.

La Tierra está sumergida constantemente en viento solar, un flujo de plasma caliente emitido por el Sol en todas las direcciones. La magnetosfera forma un obstáculo en la trayectoria del viento solar.

Dos factores determinan la estructura y su comportamiento: el campo interno de la Tierra y el viento solar.

El campo interno parece estar generado en el núcleo de la Tierra por un proceso de dinamo, asociado con la circulación de metal. Se asemeja al campo de un imán de barra, inclinado unos 10º respecto al eje de rotación. El campo de dipolo tiene una intensidad de alrededor de 30.000-60.000 nanoteslas en la superficie de la Tierra, y su intensidad disminuye la inversa del cubo de la distancia.[22]


El viento solar está compuesto de partículas cargadas y flujo magnético. El flujo, de salida rápida, consiste en plasma caliente del Sol en todas direcciones. Este flujo es alimentado por la temperatura del Sol. Su composición es producto de la composición del propio Sol: 95% de los iones son protones, núcleos de helio cerca del 4% y 1% materias más pesadas de carbono, nitrógeno, oxígeno, magnesio y hasta hierro. La temperatura del plasma del viento solar alrededor de la Tierra es de aproximadamente 150.000º K.

El 13 de diciembre 2010, la Voyager 1 determinó que la velocidad del viento solar, en donde se encuentra a 17.377.200.000 Km. de la Tierra se ha reducido a cero. "Hemos llegado al punto donde el viento del Sol, que hasta ahora siempre ha tenido un movimiento hacia afuera, ya no se mueve hacia afuera, sino que sólo se mueve hacia los lados", dijo el Dr. Edward Stone, científico del proyecto Voyager.[23]

Estructura de la magnetosfera

En la magnetosfera se distinguen diversas partes: frente de choque en arco, envoltura magnética, cola magnética (magnetocola), lámina neutra, lóbulos,y cinturones de radiación.

La interacción con el viento solar deforma el campo magnético de la Tierra. Básicamente consiste en la compresión de las líneas de campo en el lado del día y se extiende hacia fuera para formar como la cola larga de un cometa (la cola magnética) en el lado nocturno.

En el lado hacia el Sol de la Tierra, la distancia (varía con la intensidad del viento solar) es alrededor de 70.000 km (10 a 12 radios terrestres o E R, donde 1 R E = 6,378 kilómetros).[24] La onda de choque la crea el Sol. Se forma debido a la velocidad del viento solar que excede 2 ó 3 veces las ondas de Alfvén, una familia de ondas características con que las perturbaciones se propagan en un fluido magnetizado. Esta onda de choque forma el arco de choque cuando la magnetosfera opone resistencia en la parte del día. La mayoría de las partículas del viento solar se calientan y se desaceleran en el arco de choque y son desviadas alrededor de la Tierra. El viento solar arrastra del lado nocturno unas 1.000 veces el radio terrestre, pero su longitud varía pues depende de la intensidad del viento solar.

Esta extensión de la magnetosfera es conocida como la cola magnética (magnetocola y aplicada a la Tierra geocola) que se extiende en sentido antisolar, alejándose del Sol, más allá de la órbita de la Luna. [25] Muchos otros planetas de nuestro sistema solar tienen magnetocolas de similares características; la de Júpiter va más allá de Saturno.[26]


Por la zona de los polos se crean “las cúspides polares”, dos zonas en forma de embudo, situadas en cada polo, en las cuales disminuye la intensidad del campo magnético, por lo que pueden penetrar partículas del viento solar. Cuando el viento solar entra por una de estas zonas sigue a las líneas de campo magnético en dirección hacia la Tierra.

También se distingue la llamada lámina neutra. Su nombre se debe al hecho de que el campo magnético proveniente de los hemisferios norte y sur de la tierra se anulan entre ellos, haciendo esta zona magnéticamente neutra.

Los lóbulos de cola están próximos a la zona desprovista de plasma, excepto para el plasma ionosférico muy frío que se evapora desde los polos norte o sur, y que se dirige hacia la cola. Los lóbulos son una gran región de la magnetocola, la cual se encuentra entre magnetopausa y la lámina de plasma central. Los lóbulos tienen una dirección magnética opuesta.

Los elementos predominantes en la magnetosfera son iones y electrones. Los iones que predominan son los protones H+. También hay en menos cantidad He+, O+, He++, D+ y O++.[27]

La magnetosfera contiene varios cinturones de radiación, que varían en cuanto a la composición, las energías, y las densidades del plasma que los ocupan. Las fuentes de plasma que pueblan estas regiones proceden del viento solar y la ionosfera. El plasma del viento solar le resulta difícil mezclarse con el incorporado al plasma dominado por el campo magnético terrestre pues tiene un origen y unas características diferentes. La contribución relativa de estas dos fuentes para el plasma de la magnetosfera varía según el nivel de actividad geomagnética de la Tierra.[28]

La magnetosfera de la Tierra es una estructura muy dinámica que responde de manera espectacular a los cambios en la presión del viento solar y la orientación del campo magnético interplanetario. Parte de la energía extraída de esta interacción va directamente a la conducción de diferentes procesos de la magnetosfera.[29] El principal medio por el cual se transfiere la energía del viento solar a la magnetosfera es un proceso que se conoce como "reconexión", un proceso mediante el cual las líneas del campo magnético de diversos dominios magnéticos chocan y vuelven a conectarse. Cuando el viento solar estira el campo magnético de la Tierra, éste almacena energía allí, de manera similar a la forma en que la energía se almacena en una banda elástica cuando se la estira entre los dedos pulgar e índice. Algo similar ocurre dentro de la cola magnética. Campos magnéticos estirados en exceso se contraen rápidamente, produciendo de este modo una poderosa explosión. La reconexión magnética es un proceso físico que se produce en todo el universo, pero las condiciones en que se producen y cuánto tiempo duran siguen siendo inciertas. La reconexión es un fenómeno de mezcla de plasmas antes separados, provenientes uno del Sol y el otro de la plasmasfera. Uno de ellos es el terrestre y el otro es el campo magnético solar. El viento solar no sólo se compone de partículas solares sino que también lleva consigo el campo magnético del Sol. Además también entra en juego el campo magnético interplanetario (IMF) (Interplanetary Magnetic Field).[30]


El viento solar es responsable de la forma global de la magnetosfera , y las fluctuaciones en su velocidad, la densidad, la dirección, y el campo magnético arrastrado afectan en gran medida el espacio del entorno local de la Tierra. Los campos magnéticos en la magnetosfera surgen de la Tierra, del campo magnético interno, así como de las corrientes eléctricas que fluyen en el plasma de la magnetosfera: el plasma actúa como un electroimán. Pero la magnetosfera está sometida a la convección magnetosférica, que es una corriente de plasma que circula por su interior. Entra por la zona frontal constituyendo el manto de plasma, el cual se va deslizando hacia atrás, y a grandes distancias algunas de las partículas pasan a la zona neutra, y por la parte central de la cola vuelven de nuevo hacia la parte frontal. Dando lugar a contracorrientes que originan turbulencias.

También se crean campos electrostáticos que surgen al aparecer diferencias de potencial, diferencias que producen haces de electrones que llegan a la ionosfera, causa de algunas auroras polares. Una tercera consecuencia es la corriente anular, que consiste en un anillo de corriente que rodea la tierra a una distancia de 5 radios. También se pueden producir tormentas de alta y baja intensidad que consisten en el aumento de la energía de los procesos magnetosféricos.

Los cinturones de radiación tienen forma toroidal. Hay dos cinturones, uno interno y otro externo. En 1958, James Van Allen descubrió estos cinturones. Es por eso que también se les conoce como Cinturones de Van Allen.

El cinturón interior de Van Allen se extiende desde una altitud de 100-10.000 kilometros. Es un pequeño pero intenso cinturón que puede ser producto secundario de la radiación cósmica. Pero es el "cinturón exterior" el que transporta la corriente de anillo, un cinturón de iones y electrones con una energía moderada pero que contiene una gran cantidad de partículas. En el cinturón de radiación interior predominan protones con energías entre 10-100 MeV (mega-electrónvoltios) y electrones en el rango de cientos de keV (kilo-electrónvoltios).[31] El cinturón de radiación exterior grueso se extiende desde 13.000 a 19.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. El cinturón exterior suministra a esta zona plasma procedente del viento solar; los flujos de partículas pueden aumentar o disminuir drásticamente como consecuencia de las tormentas geomagnéticas provocadas por perturbaciones del campo magnético y de plasma producido por el Sol. Los aumentos son debidos a las inyecciones relacionadas con la tormenta y la aceleración de las partículas de la cola de la magnetosfera. Dado que el campo magnético aumenta cerca de los polos de la Tierra, las partículas se mueven de un lado a otro en recorridos helicoidales entre los polos norte y sur de la Tierra.[32]


La NASA ha puesto en órbita el 30-08-2012 dos sondas para estudiar la influencia del Sol sobre la Tierra y los anillos de radiación que la rodean. La misión Radiation Belt Storm Probes (RBSP, por sus siglas en inglés) tiene como objetivo estudiar los Cinturones de Van Allen.[33]

Acción del Sol sobre ella

Además de los anteriormente descritos hay otros efectos de la dinámica solar sobre la atmósfera, meteorología espacial, y por tanto sobre la magnetosfera.

Uno es el “crochet magnético”. Es una perturbación del campo magnético de la Tierra que ocurre poco después de una descarga rápida e intensa de rayos-X del Sol. [34] [35]

Un crochet magnético surge del aumento de la ionización en las capas D y E de la ionosfera causado por el aumento masivo de la radiación de rayos X generado por la llamarada solar. Esta ionización cambia las propiedades (especialmente la conductividad) de estas capas ionosféricas que permiten corrientes eléctricas fluyan más fácilmente. Es el efecto magnético de estas corrientes que producen el salto en el campo magnético de la tierra. Como los descensos brotes, las capas ionosféricas volver rápidamente a su estado anterior, las corrientes eléctricas en las capas vuelven a la normalidad, y el cambio en el campo magnético termina.

[36] [[18]]

Descubrimiento

Este campo de estudio se integra en la geofísica además de la astrofísica cuando se relaciona con otros planetas.[37]

A Walter M. Elsasser y E. C. Bullard se les atribuye la moderna teoría del campo magnético de la Tierra. Proporcionaron información sobre la transferencia de calor por radiación en la atmósfera de la Tierra, y también elaboraron la teoría de la dinamo actualmente aceptada como una explicación del magnetismo de la Tierra. Elsasser propuso este campo magnético como resultado de las corrientes eléctricas inducidas en el núcleo de la Tierra. Fue pionero en el estudio de la orientación magnética de los minerales en las rocas para revelar la historia de la Tierra a través de su campo magnético.

La magnetosfera terrestre fue descubierta en 1958 gracias al satélite estadounidense Explorer I durante la investigación realizada para el Año Geofísico Internacional.

Thomas Gold, un afamado astrofísico austriaco con residencia en los Estados Unidos, al año siguiente propuso tal nombre en relación con la importancia del magnetismo.

"La región por encima de la ionosfera en el que el campo magnético de la tierra tiene un control dominante sobre los movimientos de gas y partículas cargadas rápidas; se sabe que se extienden a una distancia del orden de 10 radios de la tierra; adecuadamente puede ser llamado magnetosfera"[38]

Amplió su predicción anterior añadiendo el argumento de que las erupciones solares podrían expulsar material a las nubes magnéticas para producir un frente de choque que daría lugar a las tormentas geomagnéticas.

Cuando los campos magnéticos se enredan, como sucede con frecuencia en la magnetosfera, pueden fusionarse creando una liberación explosiva de energía, mediante el cual la energía magnética se transforma directamente en energía térmica y cinética de partículas cargadas. Su exploración y estudio ha seguido tras su descubrimiento.

En la actualidad dos misiones están estudiando estos temas. La primera es la denominada Misión Cluster (racimo, grupo) que fue lanzada en el 2000. Es un proyecto de la Agencia Espacial Europea. Consta de cuatro sondas que orbitan la Tierra en forma tetraédrica. Trabajando en conjunto, obteniendo información sobre partículas cargadas, y su interacción con el campo magnético terrestre. También se ocupan de campos eléctricos y magnéticos.[39]

La segunda misión corresponde a la NASA. Para desentrañar los misterios de las tormentas magnéticas de alta y baja intensidad se lanzó en febrero de 2007 la flota THEMIS compuesta de 5 sondas robotizadas iguales e independientes. Han descubierto una grieta en el campo magnético de la Tierra que posiblemente sea diez veces más grande de lo que anteriormente se pensaba. .[40] El viento solar puede fluir a través de esta abertura y "cargar" la magnetósfera para que desencadene poderosas tormentas geomagnéticas. Los investigadores están aún más asombrados por la extraña e inesperada manera en que se ha formado, lo cual tira por tierra ideas sobre la física espacial que se han conservado durante mucho tiempo. "En un principio, no lo creía", dijo el científico del proyecto THEMIS, David Sibeck, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. "Este hallazgo altera radicalmente nuestro entendimiento de las interacciones que tienen lugar entre el viento solar y la magnetósfera".[41]


El gran descubrimiento se produjo el 3 de junio de 2007, cuando de manera accidental las cinco sondas pasaron a través de la grieta, justo cuando ésta se estaba abriendo. Sensores ubicados en las sondas registraron un torrente de partículas de viento solar que se dirigía hacia el interior de la magnetósfera, lo cual indica que se trata de un evento de magnitud e importancia inesperada.[42] Los descubrimientos siguen adelante; el 27 de Julio de 2010: utilizando la flota de cinco naves espaciales THEMIS, los investigadores han descubierto un fenómeno en el espacio que tiene la potencia de un terremoto y desempeña un papel importante en el proceso de hacer resplandecer las auroras boreales. Lo han llamado "temblor espacial".

Un temblor espacial es un temblor que tiene lugar en el campo magnético de la Tierra. Se puede detectar principalmente en la órbita terrestre, pero no se limita al espacio exterior. Los efectos pueden incluso alcanzar la superficie de la Tierra.[43]

Para saber más

General

  • Glossary of Solar-Terrestrial Terms. By the Space Weather Prediction Center. [44]
  • David P. Stern: "La Exploración de la Magnetosfera Terrestre". En nasa.gov/Education/. Última actualización 09 de noviembre 2004. [45]
  • Sun as an X-ray source. Wikiwersity. Modificado el 25 March 2014, 20:27. Consultado: 2014-04-27. 10:57.[46]

Específico

  • I.S. Veselovskya, M.I. Panasyuka, Yu.I. Yermolaev, L.M. Zelenyi: Strong perturbations on the Sun and in the heliosphere leading to large geomagnetic storms: Similar and individual characteristics. Science Direct. Advances in Space Research 43 (2009) 537–541.[47]
  • I. Roth: “Terrestrial aurora: astrophysical laboratory for anomalous abundances in stellar systems” en Ann. Geophys., 32, 77–82, 2014-02-11. [48]
  • Devendraa Siingha,, V. Gopalakrishnana,, R. P. Singhc, A. K. Kamraa, Shubha Singh, Vimlesh Panta, R. Singhd, and A. K. Singhe: The atmospheric global electric circuit: An overview. [49]
  • Pyry Peitso: Space weather instruments and measurement platforms. Aalto University. School of Electrical Engineering. Fecha: 2013-06-25.[50]
  • Aguado Molina, Jesús: “Recuperación de la magnetosfera terrestre tras sucesos solares geoefectivos”. Tesis doctoral. Universidad de Alcalá. Departamento de Física. 2011. [19]

Vídeos

  • Wegener Steno: La increible magnetosfera terrestre. Publicado el 23/8/2013. [51]
  • Trufault docs: Auroras Boreales, llamaradas en el cielo!! COMPLETO. Publicado el 10/11/2013. [52]
  • Wegener Steno: El magnetismo terrestre, sus variaciones y sus ... Publicado el 2/9/2013. [53]
  • ClimateState: National Geographic: The Story of Earth HD. Publicado el 5/5/2013. [54]
  • Wegener Steno: Gauss y el magnetismo terrestre. Publicado el 14/3/2013. [55]
  • Doc Files: El rayo gamma que choca con la Tierra. Publicado el 30/1/2013. [56]


Referencias

Artículos relacionados


Otras fuentes de información

Notas

  1. Véase magnetósfera en el DRAE, y -sfera en el Diccionario Panhispánico de Dudas.
    La forma esdrújula es propia del español de América, mientras que en España se prefiere la llana.
  2. Cueto Santamaría, Marta [2005]. Evaluación y mejora de los modelos tridimensionales de densidad electrónica en la ionosfera y la plasmafera., Universidad Complutense, Madrid, 185. ISBN 84-669-2783-2. 
  3. Magnetic Field of the Earth. Consultado: 2014-04-01.[1]
  4. Earth's Inconstant Magnetic Field. NASA Science. Science News. 2003. Consultado: 2014-04-04.[2]
  5. Dandouras, I., Arnaud, M.,Taylor, M., Escoubet, F. Watching solar activity muddle Earth’s magnetic field. 
  6. La cola de los cometas siempre fue motivo de curiosidad pero hasta el siglo XX no se hicieron hipótesis correctas. En 1943 Cuno Hoffmeister, y posteriormente Ludwig Biermann en 1951 propusieron que el Sol, además de luz, también emitía un flujo constante de partículas, una “radiación corpuscular solar” que empujaba los iones. Con esta teoría daba una solución acerca de por qué las colas de los cometas siempre apuntan lejos del Sol.
  7. Stern, David P., y Peredo, Mauricio:. “The exploration of the Earth´s Magnetosphere”.. 
  8. http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/9992/1/PFC_Raul_Escamilla.pdf . Escamilla Canales, Raúl: ”Modelo atmosférico y de radiación solar para reconocimiento de firmas espectrales”.Junio 2010. Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona. p. 104. Revisado: 1 diciembre 2010.
  9. http://news.nationalgeographic.com/news/2009/01/090107-warm-plasma-cloak.html Anne Minard: ”Warm Plasma Cloak Discovered Enveloping Earth”. Publicado: 7 de enero de 2009 Revisado: 1 diciembre 2010
  10. Birkeland, Kristian [1896]. "Sur les rayson cathodieques sous l'action de forces magnetiques intenses", Archives des Sciences Physiques. Vol. 4, European Geophysical Society (EGS)., 497–512. 
  11. Fälthammar, Carl-Gunne. "Magnetosphere-Ionosphere Interactions. Near Earth Manifestations of the Plasma Universe", IEEE Transactions on Plasma Science Vol. PS-14., Dic. de 1986, 616–628. DOI:10.1109/TPS.1986.4316613. ISBN 1986ITPS...14..616F. 
  12. Suzuki, Akira y Naoshi Fukushima. " Space current around the earth obtained with Ampère’s law applied to the MAGSAT orbit and data”, Earth Planets Space. Vol. 50., 1998, 43-56. 
  13. Anderson, B. J., Gary, J.B., Potemra, T.A., Frahm, R.A., Sharber, J.R. y Winningham J.D. [1998]. " UARS observations of Birkeland currents and Joule heating rates for the November 4, 1993, storm”, J. Geophys. Res. Vol 103. A 11., 26323–35.. DOI:10.1029/98JA01236. 
  14. Oster L. [2004]. Astronomía moderna, Ed. Reverté, Barcelona, 27. ISBN 84-291-4141-3. 
  15. Real Sociedad Española de Física. [2003]. “La zona de la Magnetosfera”, Revista española de física. Volumen 17, Madrid, 36. 
  16. http://mcf.gsfc.nasa.gov/Fok/PUA1911.pdf . Mei-Ching Fok, Yusuke Ebihara, and Thomas E. Moore. ( 2005) | “ Inner magnetospheric plasma interactions and coupling with the ionosphere”. Adv. Polar Upper Atmos. Res.19 . pp: 106-134 .Revisado: 3 diciembre 2010.
  17. Darrouzet, F., De Keyser, J., y Pierrard, V. [2009]. The Earth´s Plasmasphere: A Cluster and Image Perspective, Washington. ISBN 978-1-4419-1322-7. 
  18. Lemaire, K y Gringauz, I. [1998]. Plasmasphere, Cambridge. ISBN 0 521 43091 7. 
  19. B. M. Walsh & J. C. Foster & P. J. Erickson & D. G. Sibeck: “Simultaneous Ground- and Space-Based Observations of the Plasmaspheric Plume and Reconnection” en Science 7 Marzo 2014: Vol. 343 Nº 6175 pp. 1122-1125.
  20. Karen C. Fox: “NASA's THEMIS Discovers New Process that Protects Earth from Space Weather” en NASA News. Publicado: 2014-03-06.
  21. “THEMIS Discovers New Process that Protects Earth from Space Weather” en Tecnology.org. Publicado: 2014-03-07.
  22. "Earth's Inconstant Magnetic Field". 29 diciembre 2003. Revisado 1 septiembre 2010
  23. http://www.nasa.gov/home/hqnews/2010/dec/HQ_10-334_Voyager_Voyages.html Dwayne Brown y Jia-Rui Cook: NASA Probe Sees Solar Wind Decline En Route To Interstellar Space. 13 diciembre 2010. Revisado: 17 diciembre 2010
  24. Debido a que las distancias en ámbitos espaciales planetarios son tan grandes, astrofísicos y otros científicos espaciales suelen medirlas en términos de los radios planetarios. Un radio de la Tierra (normalmente abreviado como "R", con un subíndice "E") es igual a 6.378 kilómetros.
  25. Ridpath, I.: [1999]. Diccionarios Oxford-Complutense. Astronomía, Universidad Complutensse, Madrid, 444. ISBN 84-89784-70. 
  26. Tycho von Rosenvinge:. The Earth's Magnetosphere.Publicado: 3 noviembre 2010. Revisado: 10 diciembre 2010. 
  27. Kremser, G., Rasinkangas, R., Tanskanen,P., Wilken,B., Gloeckler G.: [1994]. "Solar wind contribution to the average population of energetic He+ and He++ ions in the Earth's magnetosphere", Annales Geophysicae Vol. 12, European Geophysical Society (EGS)., 152-168. 
  28. http://www.astronomy.com/en/sitecore/content/Home/News-Observing/News/2007/12/Earths%20protective%20magnetic%20field.aspx. University of Washington. Earth's protective magnetic field. 14 de diciembre de 2007. Revisado: 1 septiembre 2010
  29. ¿Por qué desaparecen electrones de tormentas solares en el cinturón exterior de la Tierra?, La Vanguardia 30-01-12, enlace revisado por última vez el 30 enero 2012.
  30. NASA's Goddard Space Flight Center. Rani Gran:. “NASA’s Magnetospheric MultiScale Mission Takes a Step Closer to Solving the Mystery Behind Magnetic Reconnection”.. 
  31. El electrón-voltio (eV) es la unidad estándar que se expresa en términos de energía de partículas cargadas. Un electrón-voltio es la energía adquirida por un electrón que se acelera en un campo eléctrico a través de una diferencia de potencial de un voltio. En el entorno espacial de la Tierra, encargado de las energías de las partículas van desde 1 eV para el "frío" de plasma de la plasmasfera a decenas e incluso cientos de MeV (MeV = mega-electrón voltios = 1.000.000 eV) para la energía los iones y electrones atrapados de los cinturones de radiación.
  32. James Dacey:. "Earth's magnetic field older than we thought".. 
  33. Spheres Online. University of New Hampshire. David Sims. "Tightening the Scientific Understanding of the Belts”.. 
  34. Glossário de Termos Científicos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. [3]
  35. rettznorge: “29 March 2014 Another X1-class God Particle solar flare from the N... .” En Youtube. [4]
  36. A Solar Flare Effect. Magnetic Field. Radio ans Space Weather Services. Consultado: 2014-03-29
  37. http://digital.csic.es/bitstream/10261/13096/1/REF_Vision_geomagnetismo.pdf Autor: J.M. Torta:: “Una visión sobre el estado actual de la investigación en geomagnetismo”. Publicado: noviembre-diciembre 2003. Revisado 1 septiembre 2010.
  38. Gold, Thomas [1959]. Journal of Geophysical Research,Vol. 64. 
  39. Web: ESA. Science&Tecnology. Dedicada a esta misión. Revisado 1 septiembre 2.010.
  40. Burch, J.L. [2009]. The THEMIS Mission., Springer Science, Washington. ISBN 978-0-387-89819-3. 
  41. Tony Phillips:. “Plasma Bullets Trigger Northern Lights”.. 
  42. http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/main/index.html . Revisado 1 diciembre 2010
  43. Panov, E.V., et al. [20 abril 2010]. “Multiple overshoot and rebound of a bursty bulk flow”, Geophysical Research Letters. Vol. 37, American Geophysical Union. Washington.. 
  44. [5]
  45. [6]
  46. [7]
  47. [8]
  48. [9]
  49. [10]
  50. [11]
  51. [12]
  52. [13]
  53. [14]
  54. [15]
  55. [16]
  56. [17]