El campo magnético, el viento solar y las auroras

Ya he comentado que la Tierra puede generar su propio campo magnético gracias  al núcleo externo líquido, sobre un núcleo interno sólido, permite que circulen corrientes eléctricas por él y se genere el campo magnético terrestre. Este campo magnético no sólo va a servir para que las brújulas se orienten, sino que para evitar que el viento solar nos achicharre. Y es que, el Sol, al ser una estrella, está continuamente en una reacción de fusión nuclear, generando energía (el brillo) y expulsando partículas cargadas y radiación. De estas, lo que interesa en este caso son las partículas cargadas.

Estas partículas cargadas son el llamado viento solar, que surgen de la corona solar y no son otra cosa que plasma. Hay que tener en cuenta que el Sol se comporta como un reactor de fusión, y una reacción de fusión es de la forma que se muestra abajo:

d-t-fusion

Ejemplo simplificado de la reacción nuclear de fusión del Sol (1)

Esta reacción hace que el Sol expulse cosas. Concretamente: protones, partículas alfa (núcleos de helio) y electrones, en un flujo del orden de 10^12 partículas/m^2. Verdaderamente, la densidad que tiene el flujo es pequeña, de unas 10^5 partículas/m^3 (equivalente a los altos vacíos que se producen en los laboratorios), pero llegan a la Tierra con una velocidad de 450 km/s.
Y es aquí cuando empiezan los problemas. O empezarían si no estuviera el campo magnético terrestre para protegernos. Aunque parezca poco importante, el hecho de tener el campo magnético protegiéndonos es una de las cosas que permite que haya vida. No hay que irse muy lejos para ver que pasa en caso de que no hubiera campo magnético, ya que en Marte no se han localizado formas de vida en la superficie. De hecho, la misión de Exomars 2020 de la ESA, llevará en el rover un taladro para poder estudiar el subsuelo marciano e investigar la posibilidad de que hubiera vida en ese subsuelo [1] [2].

Volviendo a la Tierra y a nuestro campo magnético, este va a protegernos de las partículas cargadas que lleguen hasta aquí. Esto lo hace porque el campo magnético actúa de escudo, creando una fuerza que se opone a la entrada de estas partículas, en la magnetosfera. Abajo tenéis una representación de la magnetosfera, la parte de la izquierda se corresponde con la parte más cercana al Sol, y la que sufre un mayor impacto del viento solar, por lo que es más pequeña.

512px-structure_of_the_magnetosphere-es-svg

La magnetosfera terrestre (2)

La magnetosfera tiene varias partes y quizás las más conocidas por todos sean los anillos o cinturones de Van Allen. Puede que os suene el nombre o puede que no, pero seguro que si os suena uno de los “efectos” de su interacción con el viento solar: las auroras.
Las auroras no son más que el resultado de la interacción del viento solar con la magnetosfera: las partículas que llegan, chocan contra las moléculas de oxígeno y nitrógeno, produciéndose una pequeña reacción, que genera los colores (se excitan átomos, emitiendo energía en el espectro electromagnético en forma de estos colores).

Las auroras se conocen desde tiempos antiguos (Aristótles, Plinio y Séneca las describen), y se clasifican según su forma, estructura, comportamiento e intensidad. La distribución geográfica la estudió por primera vez Hermann Fritz, en 1881, que descubrió que las auroras se producían en una franja de 20° alrededor del polo geomagnético, es que es la zona de “entrada” y “salida” de los anillos de Van Allen. Y es que en esta región el campo geomagnético es más débil, por lo que es más fácil que las partículas del viento solar lleguen a las moléculas de la atmósfera para interaccionar con ellas.

En casos de tormentas solares grandes, como el evento Carrintong, las auroras pueden verse a latitudes mucho menores. Pero esto es otra historia, y debe ser contada en otra ocasión.

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Fuentes y referencias

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