los científicos logran probar el origen
(CNN) – La Auroras boreales Podría describirse perfectamente como el mayor espectáculo de luces de la Tierra. Este fenómeno, exclusivo de las latitudes más altas, ha asombrado y asombrado a los científicos durante siglos.
Los expertos han teorizado sobre las causas de la aurora boreal, pero nunca habían podido probarlas, hasta ahora.
Por fin se resuelve el gran misterio del amanecer
Un grupo de físicos de la Universidad Estatal de Iowa finalmente demostró que «las auroras más brillantes son producidas por poderosas ondas electromagnéticas durante las tormentas geomagnéticas». según un estudio publicado recientemente.
El estudio muestra que estos fenómenos, también conocidos como ondas de Alfvén, aceleran los electrones hacia la Tierra, provocando que las partículas produzcan el espectáculo de luces que conocemos como auroras boreales.
«Las mediciones revelaron que esta pequeña población de electrones tiene una ‘aceleración resonante’ por el campo eléctrico de la onda Alfvén, similar a un surfista que atrapa una ola y continúa acelerando a medida que se mueve junto con la ola», dijo Greg Howes, un profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Iowa y coautor del estudio.
Esta teoría de los electrones «navegando» en el campo eléctrico fue presentada por primera vez en 1946 por un físico ruso, Lev Landau, y se llamó Landau Damping. Su teoría ahora estaba probada.
Se las arreglan para recrear la aurora boreal
Los científicos han entendido durante décadas cómo es más probable que se cree la aurora, pero ahora, por primera vez, han podido simularla en un laboratorio en el Gran Dispositivo de Plasma ubicado en la Instalación de Ciencias Básicas de Plasma de UCLA.
Los científicos utilizaron una cámara de 20 metros de largo para recrear el campo magnético de la Tierra utilizando las bobinas de campo magnético en el dispositivo de UCLA. Dentro de la cámara, los científicos generaron un plasma similar al que existe en el espacio cerca de la Tierra.
«Usando una antena especialmente diseñada, lanzamos ondas de Alfvén por la máquina, como si estuviéramos moviendo una manguera de jardín hacia arriba y hacia abajo rápidamente y mirando la onda viajar a lo largo de la manguera», dijo Howes. Cuando empezaron a ver electrones «surfeando» a lo largo de la onda, utilizaron otro instrumento especializado para medir cómo esos electrones derivaban energía de la onda.
Aunque el experimento no recreó el brillo colorido que vemos en el cielo, “nuestras mediciones en el laboratorio coincidieron claramente con las predicciones de simulaciones por computadora y cálculos matemáticos, mostrando que los electrones que navegan en las ondas de Alfvén pueden acelerar los electrones (hasta velocidades de más de 72 millones de km). / h) causando la aurora «, dijo Howes.
«Estos experimentos nos permiten realizar las mediciones clave que muestran que las mediciones espaciales y la teoría realmente explican una forma importante en la que se crean las auroras», dijo el coautor del estudio Craig Kletzing.
Este hallazgo puede ayudar a comprender mejor el clima en el espacio.
Los científicos espaciales de todo el país estaban encantados con la noticia. «¡Estaba tremendamente emocionado! Es muy raro ver un experimento de laboratorio que valide una teoría o modelo sobre el entorno espacial «, dijo Patrick Koehn, científico de la División de Heliofísica de la NASA.» El espacio es demasiado grande para ser simulado fácilmente en el laboratorio «, explicó.
Koehn cree que ser capaz de comprender el mecanismo de aceleración de los electrones que causan las auroras será útil en muchos estudios en el futuro.
La aurora boreal vista desde la Estación Espacial Internacional.
“Nos ayuda a comprender mejor el clima en el espacio. El mecanismo de aceleración de electrones verificado por este proyecto funciona en otras partes del sistema solar, por lo que encontrará muchas aplicaciones en la física espacial. También será útil para predecir el clima espacial, algo en lo que la NASA está muy interesada «, dijo Koehn en un correo electrónico a CNN.
Hay un largo camino por recorrer
Ahora que se ha demostrado la teoría de cómo se crea la aurora, todavía queda un largo camino por recorrer para pronosticar qué tan fuerte será cada tormenta.
«Predecir qué tan fuerte será una tormenta geomagnética en particular en base a las observaciones del Sol y las mediciones de las naves espaciales entre la Tierra y el Sol sigue siendo un desafío sin resolver», dijo Howes en un correo electrónico.
«Hemos establecido el vínculo de los electrones que surfean en las ondas de Alfvén a unos 16.000 km sobre la superficie de la Tierra, y ahora debemos aprender a predecir la fuerza de esas ondas de Alfvén utilizando observaciones desde naves espaciales», agregó.