Un acelerador eléctrico impulsa las auroras desde 30.000 kilómetros

El satélite Arase capturó datos sobre electrones acelerados desde alturas muy elevadas. - ERG SCIENCE CENTER

   MADRID, 8 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Un ingrediente crítico para las auroras existe mucho más alto en el espacio de lo que se pensaba, según una nueva investigación en la revista Scientific Reports.

   Las deslumbrantes pantallas de luz en los cielos nocturnos polares requieren un acelerador eléctrico para impulsar las partículas cargadas hacia abajo a través de la atmósfera. Los científicos de la Universidad de Nagoya y sus colegas en Japón, Taiwán y los EE.UU. han descubierto que existe más allá de los 30.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, lo que ofrece información no solo sobre la Tierra, sino también sobre otros planetas.

   La historia de la formación de las auroras comienza con el plasma supersónico impulsado desde el sol al espacio como partículas cargadas de alta velocidad. Cuando estas partículas cargadas se acercan a la Tierra, se desvían y canalizan en corrientes a lo largo de las líneas del campo magnético del planeta, y eventualmente fluyen hacia los polos.

   "La mayoría de los electrones en la magnetosfera no llegan a la parte de la atmósfera superior llamada ionosfera, porque son repelidos por el campo magnético de la Tierra", explica en un comunicado Shun Imajo del Instituto de Investigación Ambiental Espacio-Tierra de la Universidad de Nagoya, primer autor del estudio.

   Pero algunas partículas reciben un impulso de energía, acelerándolas hacia la atmósfera superior de la Tierra, donde chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno y los excitan a una altitud de unos 100 kilómetros. Cuando estos átomos se relajan de su estado de excitación, emiten las luces aurorales. Aún así, muchos detalles sobre este proceso siguen siendo un misterio.

   "No conocemos todos los detalles de cómo se genera el campo eléctrico que acelera los electrones hacia la ionosfera o incluso qué tan alto está sobre la Tierra", dice Imajo.

   Los científicos habían asumido que la aceleración de los electrones se produjo en altitudes de entre 1.000 y 20.000 kilómetros sobre la Tierra. Esta nueva investigación reveló que la región de aceleración se extiende más allá de los 30.000 kilómetros.

   "Nuestro estudio muestra que el campo eléctrico que acelera las partículas aurorales puede existir a cualquier altura a lo largo de una línea de campo magnético y no se limita a la región de transición entre la ionosfera y la magnetosfera a varios miles de kilómetros", dice Imajo. "Esto sugiere que están en juego mecanismos magnetosféricos desconocidos".

   El equipo llegó a este hallazgo examinando datos de generadores de imágenes terrestres en los EE.UU. y Canadá y del detector de electrones en Arase, un satélite japonés que estudia un cinturón de radiación en la magnetosfera interna de la Tierra. Los datos se tomaron del 15 de septiembre de 2017, cuando Arase se encontraba a unos 30.000 kilómetros de altitud y se encontraba dentro de un delgado arco auroral activo durante varios minutos. El equipo pudo medir los movimientos ascendentes y descendentes de electrones y protones, y finalmente encontró que la región de aceleración de los electrones comenzaba por encima del satélite y se extendía por debajo de él.

   Para investigar más a fondo esta llamada región de aceleración de gran altitud, el equipo tiene como objetivo analizar datos de múltiples eventos de auroras, comparar observaciones de gran altitud y baja altitud, y realizar simulaciones numéricas de potencial eléctrico.

   "Comprender cómo se forma este campo eléctrico llenará los vacíos para comprender la emisión de auroras y el transporte de electrones en la Tierra y otros planetas, incluidos Júpiter y Saturno", dice Imajo.