15/12/2021
4134 vistes
103 agrada
La noció de viure en una bombolla sol associar-se amb connotacions negatives, però tota la vida a la Terra depèn de la bombolla segura creada pel nostre camp magnètic. Entendre com es genera el camp, com ens protegeix i com de vegades deixa pas a partícules carregades del vent solar no és només una qüestió d’interès científic, sinó també una qüestió de seguretat. Utilitzant informació de les missions Cluster i Swarm de l’ESA juntament amb mesures des de terra, els científics han pogut confirmar, per primera vegada, que els fluxos a granel esclatants amb nom curiós estan directament connectats amb canvis bruscos en el camp magnètic prop de la superfície de la Terra, que poden provocar danys a canonades i línies elèctriques.
La magnetosfera és una regió de l’espai en forma de llàgrima que comença a uns 65 000 km de la Terra pel costat diürn i s’estén fins a més de 6 000 000 km pel costat nocturn. Es forma per interaccions entre el camp magnètic terrestre i el vent supersònic que flueix del Sol.
Aquestes interaccions són extremadament dinàmiques i comprenen configuracions complicades de camp magnètic i sistemes de corrent elèctric. Algunes condicions solars, conegudes com a clima espacial, poden causar estralls a la magnetosfera impulsant partícules i corrents altament energètics al voltant del sistema, de vegades alterant el maquinari espacial, les xarxes de comunicació terrestres i els sistemes d’alimentació.
En una òrbita el·líptica al voltant de la Terra, a una distància de fins a 100.000 km, l’única missió Clúster de quatre naus espacials de l’ESA ha estat revelant els secrets del nostre entorn magnètic des de l’any 2000. Sorprenentment, la missió encara té una salut excel·lent i encara està permetent nous descobriments al món. camp de l’heliofísica: la ciència que examina la relació entre el Sol i els cossos del Sistema Solar, en aquest cas, la Terra.
Llançat el 2013, el trio de satèl·lits Swarm de l’ESA orbiten molt més a prop de la Terra i s’utilitzen en gran mesura per entendre com es genera el nostre camp magnètic mesurant amb precisió els senyals magnètics que provenen del nucli, el mantell, l’escorça i els oceans de la Terra, així com de la ionosfera. i la magnetosfera. Tanmateix, Swarm també està conduint a noves idees sobre el temps a l’espai.
La complementarietat d’aquestes dues missions, que formen part de l’Observatori d’Heliofísica de l’ESA, ofereix als científics una oportunitat única d’aprofundir en la magnetosfera de la Terra i entendre millor els riscos del clima espacial.
En a paper publicat a Cartes de recerca geofísica, els científics descriuen com van utilitzar dades tant de Cluster com de Swarm juntament amb mesures d’instruments terrestres per examinar la connexió entre les tempestes solars, els fluxos a granel explosius a la magnetosfera interna i les pertorbacions en el camp magnètic a nivell del sòl que impulsen “corrents induïts geomagnèticament”. sobre i sota la superfície terrestre.
La teoria era que els canvis intensos en el camp geomagnètic que impulsen els corrents induïts geomagnèticament s’associen amb els corrents que flueixen al llarg de la direcció del camp magnètic, impulsats per fluxos massius, que són esclats ràpids d’ions que solen viatjar a més de 150 km per segon. Aquests corrents alineats al camp enllacen la ionosfera i la magnetosfera i passen per les ubicacions tant del Clúster com de l’eixam. Fins ara aquesta teoria no s’havia confirmat.
Malcolm Dunlop, del laboratori Rutherford Appleton al Regne Unit, va explicar: “Vam utilitzar l’exemple d’una tempesta solar el 2015 per a la nostra investigació. Les dades de Cluster ens van permetre examinar els fluxos a granel explosius (esclats de partícules a la cua de magneto) que contribueixen a la convecció a gran escala del material cap a la Terra durant els temps geomagnèticament actius, i que s’associen amb característiques de les aurores boreals conegudes com a streamers aurorals. Les dades de Swarm van mostrar grans pertorbacions corresponents més a prop de la Terra associades a la connexió de corrents alineats al camp de les regions exteriors que contenen els fluxos.
“Juntament amb altres mesures preses des de la superfície de la Terra, vam poder confirmar que les intenses pertorbacions del camp magnètic a prop de la Terra estan connectades amb l’arribada de grans fluxos més llunyans a l’espai”.
Reconnexió magnètica a la magnetosfera terrestre
La directora de la missió Swarm de l’ESA, Anja Strømme, va afegir: “És gràcies al fet que ambdues missions s’estenen molt més enllà de les seves vides planificades i, per tant, tenen ambdues missions en òrbita simultàniament, el que ens va permetre adonar-nos d’aquestes troballes”.
Tot i que aquest descobriment científic pot semblar una mica acadèmic, hi ha beneficis reals per a la societat.
El Sol banya el nostre planeta amb la llum i la calor per mantenir la vida, però també ens bombardeja amb perilloses partícules carregades al vent solar. Aquestes partícules carregades poden danyar les xarxes de comunicació i els sistemes de navegació, com ara el GPS i els satèl·lits, tots en què confiem per obtenir serveis i informació de la nostra vida diària.
Tal com es discuteix el document, aquestes tempestes poden afectar la superfície i el subsòl de la Terra, donant lloc a talls d’electricitat, com l’apagada important que va patir Quebec al Canadà el 1989.
Amb una infraestructura que creix ràpidament, tant a terra com a l’espai, que dóna suport a la vida moderna, hi ha una necessitat creixent d’entendre i controlar el temps a l’espai per adoptar estratègies de mitigació adequades.
Alexi Glover, de l’Oficina de Meteorologia Espacial de l’ESA, va dir: “Aquests nous resultats ajuden a millorar la nostra comprensió dels processos dins de la magnetosfera que poden conduir a condicions meteorològiques espacials potencialment perilloses. Comprendre aquests fenòmens i els seus efectes potencials és essencial per desenvolupar serveis fiables per als usuaris finals que operen infraestructures potencialment sensibles”.
