Las sondas Cluster (grupo de cuatro sondas que vuelan en formación en torno a la Tierra), de la ESA, estaban en el lugar y momento adecuados para hacer un descubrimiento impactante. Las cuatro sondas encontraron un “frente de descarga” (fenómeno asociado a las ondas de choque) que consiguió romperse y reconstruirse, suceso predicho, hasta ahora, solo por la teoría.
El 24 de enero de 2001, las sondas Cluster observaron la reconstrucción de una onda de descarga en la magnetosfera terrestre, predicha solamente en teoría, hace unos 20 años. Los Cluster proporcionaban así la primera oportunidad de observar tal acontecimiento, cuyos detalles se han publicado en un informe el 9 de marzo este año.
Representación de las sondas Cluster.
Las ondas de descarga que alcanzan la superficie de la Tierra son un fenómeno natural. Se sitúan en las zonas laterales el Sol, aproximadamente a un cuarto de la distancia a la Luna, y son causadas por el flujo de partículas eléctricamente cargadas que emite el Sol.
Este flujo de partículas eléctricamente cargadas conocidas como viento solar es emitido de una manera impetuosa por el Sol. Cuando choca con el campo magnético de la Tierra, rebotan de golpe y esto produce una barrera de campo eléctrico, llamada “frente de descarga” (bow shock), que las forma. Se comporta de la misma forma que el agua cuando es empujada de su camino por el frente de un barco.
“Frente de descarga” alrededor de una estrella
El 24 de enero de 2001, las cuatro sondas Cluster volaban a una altitud aproximada de 105.000 kilómetros, en formación de tetraedro. Cada nave espacial estaba separada de las otras por una distancia de unos 600 kilómetros. Con esa distancia, conforme se acercaban al frente de descarga, los científicos contaban con que cada sonda registrara una señal similar en su paso por esa región.
Sin embargo, las lecturas que se obtuvieron eran altamente contradictorias. Mostraban grandes fluctuaciones en el campo magnético y eléctrico que rodeaba a cada nave espacial. También revelaron marcadas variaciones en el número de protones del viento solar que fueron reflejados en el choque y que fluyeron de nuevo en dirección al Sol.
Representación artística de la magnetosfera de la Tierra
“Los resultados se obtuvieron a partir de tres experimentos científicos distintos en las sondas Cluster, que proporcionaron la primera evidencia convincente a favor del modelo de la reconstrucción de las ondas de descarga,” dice Vasili Lobzin del “Centre National de la Recherche Scientifique”, Orleáns, Francia, quien dirigió este estudio.
Vladimir Krasnoselskikh, también del “Centre National de la Recherche Scientifique”, Orleáns, Francia, colaborador en esta nueva investigación, había predicho el modelo de la reconstrucción del choque teóricamente en 1985. Se parece a la forma en que las olas se acumulan desde el océano y después rompen sobre la orilla, sólo para reconstruirse otra vez, a una cierta distancia en el mar.
La detección tiene implicaciones para los astrónomos en la forma que investigan los grandes frentes de descarga alrededor de objetos celestiales distantes. Los frentes de descarga se relacionan con algunos de los acontecimientos más energéticos del universo: Las estrellas que estallan y los vientos estelares fuertes causados por estrellas jóvenes. La reconstrucción de los frentes de descarga puede también acelerar partículas a energías extremadamente altas y lanzarlas a través de espacio.
Representación artística de la supernova más brillante detectada.
Aunque las condiciones que causan la reconstrucción de una onda expansiva son raras alrededor de la Tierra, son comunes alrededor de otros objetos celestiales. “En situaciones astrofísicas, las condiciones necesitadas para que vuelva el frente de choque y se reconstruya, se producen casi siempre,” dijo Krasnoselskikh.
El hecho de que los Cluster hayan dado a los científicos sus primeros datos concretos de tal acontecimiento es un regalo valioso para los físicos del espacio. “Esto es una oportunidad única de estudiar objetos astrofísicos distantes con un nivel de detalle no disponible en cualquier laboratorio,” dijo Krasnoselskikh.
“Entender la física de choques es esencial para comprender ambos complejos fenómenos,” dice Philippe Escoubet, científico de los proyectos Cluster y Estrella Binaria de la ESA. “Los Cluster han demostrado la necesidad del vuelo en formación de múltiples sondas, para aumentar nuestro conocimiento de los choques.”
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Noticia original: ESA