Crean una película en 3D de los tubos de plasma de la magnetosfera

Usando creativamente un radiotelescopio para ver en 3D, un grupo de astrónomos ha detectado la existencia de estructuras tubulares de plasma en las capas internas de la magnetosfera que rodea a la Tierra.

"Durante más de 60 años, los científicos pensaban que estas estructuras existían pero al obtener imágenes de ellas por primera vez, tenemos evidencia visual de que realmente están ahí", explica Cleo Loi, de la Facultad de Física de la Universidad de Sydney (Australia).

Loi es la autora principal de esta investigación, llevada a cabo como parte de su tesis de grado y publicada recientemente en la revista Geophysical Research Letters. En colaboración con colegas internacionales, identificó las estructuras.

"El descubrimiento de las estructuras es importante debido a que causan distorsiones de la señal no deseadas que podrían, por ejemplo, afectar a nuestros sistemas de navegación basados ​​en satélites civiles y militares. Así que tenemos que entenderlos", dice Loi, en la nota de prensa de la universidad.

La magnetosfera

La región del espacio alrededor de la Tierra ocupada por su campo magnético, llamada magnetosfera, está llena del plasma creado por la ionización de la atmósfera provocada por la luz solar.

La capa más interna de la magnetosfera es la ionosfera, y sobre ella está la plasmasfera. En ellas hay una variedad de estructuras de plasma de formas extrañas, incluyendo, como se ha sabido ahora, los tubos.

"Medimos que su posición está unos 600 kilómetros por encima del suelo, en la ionosfera superior, y parecen continuar hacia arriba, hacia la plasmasfera. Eso es más o menos donde termina la atmósfera neutra, y estamos en transición hacia el plasma del espacio exterior", explica Loi.

Utilizando el Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio situado en el desierto de Australia Occidental, Loi descubrió que podía cartografiar grandes manchas de cielo e incluso crear una película, capturando los movimientos en tiempo real del plasma.

"Vimos un patrón llamativo en el cielo, donde las rayas de plasma de alta densidad se alternaban prolijamente con franjas de plasma de baja densidad. Este patrón se movía lentamente y se alineaba muy bien con las líneas del campo magnético de la Tierra, como las auroras", dice Loi.

"Nos dimos cuenta de que podía tratarse de algo grande y las cosas se pusieron aún mejor cuando nos inventamos una nueva forma de usar el MWA."

El radiotelescopio

El MWA consiste en 128 paneles-antena repartidos en un área de aproximadamente tres por tres kilómetros, que trabajan juntas como un solo instrumento: pero al separar las señales de los paneles del este de las del oeste, los astrónomos dieron al MWA la capacidad de ver en 3D.

"Esto es como convertir el telescopio en un par de ojos, y así hemos sido capaces de investigar la naturaleza 3D de estas estructuras y verlas moverse", explica Loi.

"Hemos sido capaces de medir la distancia entre ellos, su altura sobre el suelo y su inclinación pronunciada. Esto nunca ha sido posible antes y es una nueva técnica muy emocionante."

Loi ha sido galardonada con el Premio Bok 2015 de la Sociedad Astronómica de Australia por su trabajo.

Referencia bibliográfica:

S.T. Loi et al.: Real-time imaging of density ducts between the plasmasphere and ionosphere. Geophysical Research Letters (2015). DOI: 10.1002/2015GL063699