Estallidos espaciales Fisica Reconexión magnetica
La NASA está planeando una atrevida nueva misión con el fin de investigar el mecanismo favorito que tiene el universo para hacer estallar las cosas.
La reconexión magnética podría ser la forma favorita que tiene el universo de hacer estallar las cosas. Opera en cualquier región del espacio que se encuentre impregnada de campos magnéticos (lo cual es casi como decir que se produce en todas partes). En el Sol, la reconexión magnética provoca llamaradas solares tan poderosas como mil millones de bombas atómicas. En la atmósfera terrestre, alimenta a las tormentas magnéticas y a las auroras boreales. Por otro lado, en los laboratorios, puede provocar grandes problemas en los reactores de fusión. Está en todas partes.
El problema es que los investigadores no pueden explicarla.
Las bases son lo suficientemente claras. Las líneas de fuerza magnética se suman, se cancelan, se reconectan y… ¡Bang! La energía magnética es entonces liberada en forma de calor y energía cinética de partículas cargadas.
Pero ¿cómo?, ¿cómo es que el simple acto de entrecruzar líneas magnéticas dispara una feroz explosión?
“Algo muy interesante y fundamental está ocurriendo; algo que realmente no entendemos (ni con experimentos de laboratorio, ni con simulaciones llevadas a cabo por computadora)”, comenta Melvyn Goldstein, quien es el jefe del Laboratorio de Geofísica Espacial del Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA.
La NASA lanzará una misión con el propósito de llegar al fondo del misterio. Dicha misión se llama MMS, que significa Misión Multiescala Magnetosférica (Magnetospheric Multiscale Mission, en idioma inglés). Consiste en cuatro sondas espaciales que volarán a través de la magnetosfera terrestre con el fin de estudiar la reconexión magnética justo en plena acción. La revisión del diseño preliminar de la misión fue aprobada en mayo de 2009, y se autorizó su implementación para el mes de junio del mismo año. Los ingenieros pueden ya comenzar a construir el aparato.
“La magnetosfera terrestre es un maravilloso laboratorio natural para estudiar las reconexiones”, comenta Jim Burch, científico de misión del Instituto de Investigaciones del Suroeste. “Es gigantesca, amplia y las reconexiones están produciéndose en ella prácticamente de manera continua”.
En las capas más externas de la magnetosfera, en donde el campo magnético de la Tierra se encuentra con el viento solar, los eventos de reconexión crean “portales” magnéticos temporales que conectan a la Tierra con el Sol. Dentro de la magnetosfera, en una estructura muy alargada conocida como “cola magnética”, la reconexión propulsa nubes de plasma de alta energía en dirección a la Tierra. Esto produce la formación de auroras boreales en el momento del impacto. Existen otros muchos ejemplos, y la MMS los explorará a todos.
Las cuatro sondas espaciales serán construidas en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales. “Cada uno de los observatorios tiene la forma de un disco gigante para hockey, aproximadamente 3,65 metros de diámetro (12 pies) por 1,21 de altura (4 pies)”, comenta Karen Halterman, directora del proyecto MMS, en el Centro Goddard.
Los sensores que se utilizarán en la misión para monitorizar los campos electromagnéticos y las partículas cargadas están siendo construidos en diversas universidades y laboratorios de todo Estados Unidos; el Instituto de Investigaciones del Suroeste conduce el proyecto. Cuando los instrumentos estén terminados, serán integrados a los marcos de las sondas, en el Centro Goddard. El lanzamiento está programado para 2014, a bordo de un cohete Atlas V.
Read more
Cualquier nueva física que podamos aprender de la MMS podría finalmente aliviar la crisis energética del planeta.
“Durante muchos años, los investigadores han considerado a la fusión como una fuente limpia y abundante de energía para nuestro planeta”, comenta Burch. “Un método, la fusión por confinamiento magnético, ha producido resultados bastante prometedores a través de dispositivos conocidos como tokamaks. Sin embargo, han surgido problemas relacionados con la manera de mantener al plasma (gas ionizado y caliente) dentro de la cámara”.
“Uno de los problemas principales radica en la reconexión magnética”, continúa. “Un resultado espectacular e incluso peligroso asociado a la reconexión es conocido como ‘la caída diente de sierra’ (sawtooth crash, en idioma inglés). Mientras el calor se acumula dentro del tokamak, la temperatura de los electrones llega a un máximo y luego ‘cae’ bruscamente a un valor inferior y, entonces, algo del plasma caliente se escapa. Esto es provocado por las reconexiones del campo magnético de confinación”.
Sabiendo esto, usted podría suponer que los tokamaks serían un buen lugar para estudiar la reconexión. Pero no es así, dice Burch. Las reconexiones en un tokamak ocurren en volúmenes tan pequeños, apenas algunos milímetros de amplitud, que resultan muy difíciles de estudiar. Es prácticamente imposible construir sensores lo suficientemente pequeños como para sondear la zona de reconexión.
El campo magnético de la Tierra es un lugar mucho mejor. En la amplia burbuja magnética que rodea a nuestro planeta, el proceso tiene lugar en volúmenes muy grandes, del orden de las decenas de kilómetros. “Podemos hacer volar a nuestras sondas hacia adentro de ella y en sus alrededores, y así obtener una buena idea de lo que está sucediendo”, comenta el investigador.
Eso es lo que la MMS hará: Volar directamente hacia la zona de reconexión. Las sondas son lo suficientemente fuertes como para soportar las energías de los eventos de reconexión que, se sabe, se producen en la magnetosfera de la Tierra. De modo que no hay nada que se interponga en el camino de una misión de dos años destinada a realizar descubrimientos.
Páginas oficiales de la MMS: SWRI, NASA, Universidad Rice
Créditos de la MMS: Los miembros del equipo científico de la misión, así como los desarrolladores de los instrumentos, reciben el apoyo de la Universidad de New Hampshire; del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins; del Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA; de la Universidad de Colorado; del Centro de Tecnología Avanzada Lockheed Martin; de la Universidad Rice; de la Universidad de Iowa; de la firma Aerospace Corporation y de la Universidad de California, en Los Ángeles. La colaboración internacional relacionada con los instrumentos de la MMS proviene de la Academia Austríaca de Ciencias, del Instituto de Tecnología Real y del Instituto de Física Espacial, de Suecia, así como del Laboratorio de Física del Plasma y del Centro Espacial de Toulouse, de Francia, y del Instituto de Ciencias del Espacio y Astronáuticas, de Japón.
La MMS es una misión científica del Directorio de Misiones Heliofísicas, de la NASA, en el programa de sondas solares y terrestres. La MMS está dirigida por el Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA. El Centro Espacial Kennedy provee los servicios asociados con el lanzamiento.
Las emisiones de llamaradas solares de rayos-X son sólo parte de la historia. Si las condiciones son las adecuadas, podría producirse una eyección de masa coronal (CME) en el lugar de la llamarada (aunque los fenómenos pueden ocurrir de forma independiente). Las CMEs son más lentas en su propagación que los rayos-X, pero sus efectos globales aquí en la Tierra pueden ser más problemáticos. Puede que no viajen a la velocidad de la luz, pero aún así viajan bastante rápido; pueden llegar a un índice de 3,2 millones de km/h, lo que significa que pueden alcanzarnos en cuestión de horas.
Aquí es donde se pone gran parte del esfuerzo en la predicción del clima espacial. Tenemos un puñado de naves situadas entre la Tierra y el Sol en el Punto de Lagrange Tierra-Sol (L1) con sensores a bordo para medir la energía e intensidad del viento solar. Cundo una CME pasa a través de su posición, las partículas energéticas y los campos magnéticos interplanetarios (IMF) pueden medirse directamente. Una misión conocida como Explorador de Composición Avanzado (ACE) se sitúa en el punto L1 y proporciona a los científicos informes cada hora de la aproximación de una CME. ACE forma equipo con el Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO) y el Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres (STEREO), por lo que las CMEs pueden rastrearse desde la corona inferior hasta el espacio interplanetario, a través del punto L1 hacia la Tierra. Estas misiones solares están trabajando activamente juntas para proporcionar a las agencias espaciales adelantos sobre una CME dirigida contra la Tierra.
Entonces, ¿qué sucede si una CME alcanza la Tierra? Para empezar, gran parte depende de la configuración magnética de la IMF (desde el Sol) y del campo geomagnético de la Tierra (la magnetosfera). Generalmente hablando, si ambos campos magnéticos están alineados con sus polaridades apuntando en la misma dirección, es altamente probable que la CME sea repelida por la magnetosfera. En este caso, la CME se deslizará sobre la Tierra, provocando algunos cambios de presión y distorsión en la magnetosfera, pero de cualquier forma pasará sin problemas. No obstante, su las líneas de campos magnéticos están en una configuración anti-paralela (es decir, las polaridades magnéticas en direcciones opuestas), puede tener lugar una reconexión magnética en los límites de la magnetosfera.
En este evento, la IMF y la magnetosfera se fusionarán, conectando el campo magnético de la Tierra con el del Sol. Esto configura la escena de uno de los eventos más sobrecogedores de la naturaleza: las auroras.
Gracias al campo magnético de la Tierra, nos protege de los rayos cósmicos y de las tormentas solares, y por ello es posible la vida en la Tierra.
Algunas de las teorías sugiere que cíclicamente la Tierra disminuye el campo magnético, hasta tal punto que sería peligroso para los seres vivos, y es que cíclicamente se invierten los polos.
Mediante experimentos novedosos nos mostrará la naturaleza del campo magnético terrestre, y gracias a ello, conocemos mejor su comportamiento, además de predicciones en las fluctuaciones.
Como nos tiene acostumbrados Pioneer Productions, las ilustraciones acompañará de infografía para ser más ameno las explicaciones de los científicos.
Canal ianuaStella
Sunday, November 1st, 2009,
by admin and is filed under "Astrofisica, Atomo, Ciencia, Cosmologia, Estados Unidos, Exobiologia, Exploración, Fisica, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Geofisica, Geophysical, Investigacion, Nasa, Science, Technology, Tecnologia, Universo |
, Astrofisica, Ciencia, Cosmologia, Fisica, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Geofisica, Internacional, Investigacion, Nasa, Reconexión magnetica, Science, Sistema Solar, Technology, Tecnologia, Tierra, Universo ".
You can leave a response here,
or send a Trackback
from your own site.
