Cada vez que un impulso golpea el límite exterior del escudo, una región conocida como magnetopausa, las sacudidas se extienden a través de su superficie y luego se reflejan hacia atrás una vez que alcanzan los polos magnéticos, al igual que la cara de un tambor ondea cuando un percusionista lo golpea.
Y (redoble de tambores) esta es la primera vez desde que los investigadores propusieron la idea de la magnetopausa es como un tambor hace 45 años que la tecnología ha registrado el fenómeno directamente, dijeron los investigadores.
La magnetosfera del lado del día, 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 en 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 salen 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 pudieran 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 se disparó 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 inmutaron y estudiaron la teoría de estas oscilaciones similares a tambores, teniendo en cuenta ciertas complejidades que se omitieron de la teoría original, dijo Archer a Live Science. "Esto implicó combinar modelos más realistas de toda la magnetosfera del lado del día, así como ejecutar 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.
Luego, 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 de conducción, el movimiento del límite y los sonidos característicos dentro de la magnetosfera, dijo.
Sorprendentemente, todo encajó para los investigadores. La misión Historia de eventos e interacciones de macroescala durante subtormentas (THEMIS) de la NASA tiene cinco sondas idénticas que estudiaban la aurora polar o las luces polares. Estas naves espaciales pudieron marcar cada casilla que Archer y su equipo necesitaban para confirmar que la magnetosfera vibraba como un tambor, dijo.
"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 transcurridos 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 instrumento musical gigantesco cuya sinfonía nos afecta mucho a través del clima espacial", dijo. "Hemos sabido que los análogos de los instrumentos de viento y cuerda ocurren dentro de él durante décadas, 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, 1.8 y 3.3 milihercios, son más de 10,000 veces más bajas en tono 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", señaló. 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".
Nota del editor: La historia fue corregida para cambiar megahertz a milihercios. Un milihercio es mil veces más pequeño que un Hertz, razón por la cual las frecuencias de la magnetopausa son demasiado bajas para que el oído humano las escuche.
