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Descubren el misterio de los electrones que causan las auroras boreales


La aurora boreal es un fenómeno en forma de brillo o luminiscencia que aparece en el cielo nocturno, usualmente en zonas polares, aunque puede aparecer en otras partes del mundo por cortos períodos de tiempo. En el hemisferio norte se conoce como aurora boreal, y en el hemisferio sur comoaurora austral, cuyo nombre proviene de Aurora, la diosa romana del amanecer, y de la palabra griega Bóreas, que significa norte, debido a que en Europa comúnmente aparece en el horizonte de un tono rojizo como si el sol emergiera de una dirección inusual.

Una aurora polar se produce cuando una eyección de masa solar choca con los polos norte y sur de la magnetósfera terrestre, produciendo una luz difusa pero predominante proyectada en la ionosfera terrestre.

Ocurre cuando partículas cargadas (protones y electrones) son guiadas por el campo magnético de la Tierra e inciden en la atmósfera cerca de los polos. Cuando esas partículas chocan con los átomos y moléculas de oxígeno y nitrógeno, que constituyen los componentes más abundantes del aire, parte de la energía de la colisión excita esos átomos a niveles de energía tales que cuando se desexcitan devuelven esa energía en forma de luz visible de varios colores.

Según una investigación de científicos del Massachusetts Institute of Technology.
La clave está en el extremo de la magnetosfera terrestre (el más alejado del Sol), cuya parte activa es 1.000 veces más grande de lo que se pensaba hasta ahora.
El hallazgo permitirá predecir mejor las corrientes de alta energía de electrones en el espacio que incluso podría dañar los satélites.
Toda esta información se ha logrado explicar gracias a una simulación por computador.

Científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han logrado explicar, gracias a una simulación por computador , el misterio que rodea a los electrones de alta velocidad en el espacio que, además, son lo que causan las auroras. Según los resultados obtenidos por el equipo investigador, la clave está en el extremo de la magnetosfera terrestre (el más alejado del Sol), cuya parte activa es 1.000 veces más grande de lo que se pensaba hasta ahora.

Los expertos, han señalado que este hallazgo, publicado en Nature Physics, permitirá predecir mejor las corrientes de alta energía de electrones en el espacio que, además, podría dañar los satélites.
Simulación por computador

El autor principal del estudio, Jan Egedal, había propuesto inicialmente una teoría que explicaba la aceleración de los electrones a gran escala en el extremo de la magnetosfera de la Tierra (un campo magnético extenso e intenso que provoca un barrido hacia el exterior del planeta por el viento solar), pero, finalmente, la nueva información se ha obtenido a través de la simulación por computador .

Concretamente, la simulación muestra que la región activa en el extremo de la magnetosfera de la Tierra es aproximadamente 1.000 veces más grande de lo que se pensaba. Esto significa que el volumen del espacio energizado por estos acontecimientos magnéticos es suficiente para explicar el gran número de electrones de alta velocidad detectados en las diferentes misiones de naves espaciales, incluyendo la misión Cluster.

Los expertos han explicado que para resolver el problema se ha tenido que utilizar uno de los super computadores más avanzados del mundo. El equipo informático, llamado Kraken, tiene 112.000 procesadores trabajando en paralelo y consume tanta electricidad tanto como una ciudad pequeña. Egedal ha señalado que en la investigación se han utilizado 25.000 de estos procesadores durante 11 días, para seguir los movimientos de las 180.000 millones de partículas en el espacio durante el transcurso de un evento de reconexión magnética.

Egedal ha explicado que "el viento solar se extiende hacia la Tierra como líneas de campo magnético, de manera que la energía se almacena como una banda elástica que se estira" y que cuando "las líneas de campo paralelas se reconectan, liberan la energía una sola vez". "Esa liberación de energía es lo que impulsa a los electrones de gran energía (decenas de miles de voltios) de nuevo hacia la Tierra, donde impactan en la atmósfera", ha señalado el científico, quien apunta que "se cree que este impacto, directa o indirectamente, genera las auroras".

Lo que había desconcertado a los físicos es el número de electrones de alta energía generados en dichos eventos. Según la teoría, debería ser imposible de mantener un campo eléctrico a lo largo de la dirección de las líneas de campo magnético, porque el plasma (gas eléctricamente cargado) en el extremo de la magnetosfera debería ser un conductor casi perfecto.

Sin embargo, "dicho campo es justo lo que se necesita para acelerar los electrones", ha apuntado Egedal. "La gente ha estado pensando que la región activa del extremo de la magnetosfera era muy pequeña. Pero ahora, se ha demostrado que puede ser muy grande, y puede acelerar muchos electrones", ha indicado el investigador.

FUENTE:EUROPA PRESS

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