Explosions magnètiques en l'espai

2001/03/29 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia

• Klima
• Astrofisika

En l'extrem de l'atmosfera es troba la magnetosfera, l'escut magnètic natural que protegeix la Terra. La magnetosfera obstrueix i desvia les partícules carregades pel Sol i fa que la Terra sigui habitable, però no és un lloc molt tranquil i sovint es produeixen tempestes magnètiques. Llavors, l'energia magnètica s'emet a tota velocitat.

Les tempestes poden durar uns minuts o uns dies i, a més de generar espectaculars aurores, poden interrompre les comunicacions via satèl·lit. Els investigadors porten quaranta anys tractant de comprendre com es pot emetre energia magnètica tan ràpidament. Hi ha una teoria que ha sorgit i s'ha reforçat en els últims anys i avui en la revista Nature s'han publicat dades experimentals que coincideixen amb aquesta teoria.

L'energia magnètica de l'espai és produïda pel plasma en moviment. El plasma està format per ions i quan es troba amb un camp magnètic, pren patrons de moviment característics que reforcen aquest camp. El procés es diu dinamo i és similar al que ocorre en el nucli de tots els planetes. El contrari és el misteri de com l'energia magnètica es transforma en energia cinètica del plasma. Aclarir-ho és fonamental per a respondre a preguntes científiques com per què les corones de les estrelles estan més calentes que la pell o per què el plasma s'escapa en els experiments de fusió.

Un dels grans misteris és descobrir per què i com es desprèn l'energia magnètica tan aviat. Per a explicar-ho s'ha proposat una reconexión magnètica en els últims anys. A les regions en les quals s'inverteix el camp magnètic, les línies magnètiques de camp actuen com si fossin trossos de goma i alliberen energia mitjançant el seu moviment en forma de moll (veure figura). En aquest procés, l'energia magnètica del camp i el plasma són llançats a banda i banda, alhora que en la meitat de les línies de camp s'incrementa la pressió del plasma cap a l'interior.

El model teòric de la reconexión magnètica ve confirmat per les dades via satèl·lit, però ha tingut un gran problema fins avui. Que per a la representació de les línies de camp es van proposar dos models, amb unes dades que defensaven l'un i els altres que defensaven l'altre. El model 2a de la figura es relaciona perfectament amb les velocitats de sortida mesures per al plasma, però els models per computador aposten sobretot pel model 2b proposat en els anys 50. No obstant això, amb el model 2b no es pot explicar per què el fenomen és explosiu.

Fa pocs anys es va definir un nou comportament per al plasma que uniria el model 2b amb l'explosividad, i que avui s'ha observat per primera vegada. A la regió on s'inverteix el camp magnètic es va postular que els electrons i els protons no han de moure's entre si i es va definir una nova ona de plasma, el plasma murmurador. El plasma murmurador és capaç d'accelerar molt els electrons, crear un camp magnètic especial i provocar explosions en el model 2b.

El plasma murmurador es va detectar fa uns anys i ara s'ha detectat un camp magnètic especial creat per ells. Les observacions coincideixen amb els pronòstics teòrics i han despertat gran interès entre els científics, encara que tots estan per confirmar. La missió Clúster II ja en marxa per l'AQUESTA i la missió Magnetospheric Multiscale liderada per la NASA poden contribuir a això.