El campo magnético de la Tierra resuena como un tambor, pero nadie puede oírlo

Cada vez que un impulso golpea el límite exterior del escudo, una región conocida como magnetopausa, las sacudidas ondulan a través de su superficie y luego se reflejan una vez que alcanzan los polos magnéticos, al igual que la cara de un tambor ondula cuando un percusionista lo golpea..

Y (redoble de tambor) esta es la primera vez desde que los investigadores propusieron la idea de que la magnetopausa es como un tambor hace 45 años de que la tecnología ha registrado el fenómeno directamente, dijeron los investigadores. [¿Que es ese ruido? 11 sonidos extraños y misteriosos en la Tierra y más allá]

La magnetosfera del lado diurno, el lado del campo magnético directamente entre la Tierra y el sol, es un lugar vasto. Por lo general, se extiende unas 10 veces el radio de la Tierra hacia el sol, o alrededor de 41.000 millas (66.000 kilómetros), dijo el investigador principal del estudio, Martin Archer, físico de plasma espacial de la Universidad Queen Mary de Londres..

Los movimientos en la magnetopausa pueden afectar el flujo de energía dentro del entorno espacial de la Tierra, señaló Archer. Por ejemplo, la magnetopausa puede verse afectada por el viento solar, así como por partículas cargadas en forma de plasma que se desprenden del sol. Estas interacciones con la magnetopausa, a su vez, tienen el potencial de dañar la tecnología, incluidas las redes eléctricas y los dispositivos GPS..

Aunque los físicos habían propuesto que las explosiones del espacio podrían hacer vibrar la magnetopausa como un tambor, nunca la habían visto en acción. Archer sabía que este sería un fenómeno difícil de capturar; uno necesitaría varios satélites en los lugares correctos en el momento correcto (es decir, justo cuando la magnetopausa fue explotada con un fuerte impulso). Se esperaba que estos satélites no solo capturaran las vibraciones sino que también descartaran otros factores que podrían haber causado o contribuido a las ondas en forma de tambor..

Pero Archer y su equipo no se dejaron intimidar y estudiaron la teoría de estas oscilaciones en forma de tambor, teniendo en cuenta ciertas complejidades que se omitieron de la teoría original, dijo Archer. "Esto implicó la combinación de modelos más realistas de toda la magnetosfera del lado del día, así como la ejecución de simulaciones informáticas globales de la respuesta de la magnetosfera a impulsos agudos".

Estos modelos y simulaciones "nos dieron predicciones comprobables para buscar en observaciones satelitales", dijo..

A continuación, los científicos compilaron "una lista de criterios que serían necesarios para dar evidencia inequívoca de este tambor", dijo Archer. Estos criterios eran estrictos y requerían la presencia de al menos cuatro satélites seguidos cerca del límite de la magnetosfera. Solo entonces los investigadores pudieron recopilar datos sobre el impulso impulsor, el movimiento del límite y los sonidos característicos dentro de la magnetosfera, dijo..

Sorprendentemente, todo encajó para los investigadores. La misión Historial temporal de eventos e interacciones macroescalares durante las subtormentas (THEMIS) de la NASA tiene cinco sondas idénticas que estaban estudiando la aurora polaris o las luces polares. Estas naves espaciales pudieron marcar todas las casillas que Archer y su equipo necesitaban para confirmar que la magnetosfera vibraba como un tambor, dijo. [Infografía: Atmósfera de la Tierra de arriba a abajo]

"Encontramos la primera evidencia de observación directa e inequívoca de que la magnetopausa vibra en un patrón de onda estacionaria, como un tambor, cuando es golpeada por un fuerte impulso", dijo Archer. "Dados los 45 años desde la teoría inicial, se había sugerido que simplemente podrían no ocurrir, pero hemos demostrado que son posibles".

Archer describe el hallazgo con más detalle en un video que creó..

El hallazgo fue música para los oídos de Archer.

"El campo magnético de la Tierra es un gigantesco instrumento musical cuya sinfonía nos afecta enormemente a través del clima espacial", dijo. "Sabemos desde hace décadas que se producen análogos a los instrumentos de cuerda y de viento, pero ahora también podemos agregar algo de percusión a la mezcla".

Sin embargo, es básicamente imposible escuchar estas vibraciones en el espacio. "Las frecuencias que detectamos - [entre] 1,8 y 3,3 milihercios - tienen un tono más de 10,000 veces demasiado bajo para ser audibles para el oído humano", dijo Archer..

Además, "hay tan pocas partículas en el espacio, que las presiones asociadas con las oscilaciones no serían lo suficientemente fuertes como para mover un tímpano", anotó. Para escuchar los datos, él y su equipo tuvieron que "manipular los datos de los instrumentos sensibles a bordo de las sondas THEMIS para convertir las señales en algo audible para nosotros".

El estudio fue publicado en línea hoy (12 de febrero) en la revista Nature Communications..

Nota del editor: La historia se corrigió para cambiar megahercios a milihercios. Un milihercio es mil veces más pequeño que un hercio, por lo que las frecuencias de la magnetopausa son demasiado bajas para que el oído humano las oiga..

• Galería de imágenes: Auroras asombrosas
• ¡Feliz cumpleaños, Hubble! 10 fotos épicas del icónico telescopio espacial
• Fotos: El gran eclipse solar estadounidense de 2017

Publicado originalmente el .