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Las auroras siguen intrigando a los científicos, ya sea que las luces brillantes brillen sobre la Tierra o sobre otro planeta. Las luces proporcionan pistas sobre la composición del campo magnético de un planeta y cómo funciona.
Una nueva investigación sobre Júpiter apoya este punto y se suma a la trama.
Peter Delamere, profesor de física espacial en el Instituto Geofísico de Fairbanks de la Universidad de Alaska, es uno de un equipo internacional de 13 científicos que hizo un descubrimiento clave relacionado con la aurora boreal en el planeta más grande de nuestro sistema solar.
El trabajo del equipo fue publicado el 9 de abril de 2021 en la revista Progreso cientifico. Binzheng Zhang, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Hong Kong, redactó un artículo de investigación titulado “Cómo la notable topología magnetosférica de Júpiter da forma a su aurora boreal”; Delamere es el contribuyente principal.
La investigación realizada sobre el modelo magnetohidrodinámico global recientemente desarrollado de la magnetosfera de Júpiter proporciona evidencia para respaldar una idea previamente controvertida y criticada que Delamere y el investigador Fran Bagenal de la Universidad de Colorado en Boulder presentaron en un artículo de 2010: que el casquete polar de Júpiter está entrelazado con líneas de campo parcialmente cerradas magnéticas, y no del todo con líneas de campo magnético abiertas, como es el caso de la mayoría de los demás planetas de nuestro sistema solar.
“Como comunidad, tendemos a polarizar, ya sea abierta o cerrada, y no podemos imaginar una solución en la que sería un poco de ambos”, dijo Delamere, quien ha estado estudiando Júpiter desde 2000. “Sin embargo, en retrospectiva, esto es exactamente lo que nos reveló la Aurora. “
Las líneas abiertas son aquellas que emanan de un planeta pero se extienden hacia el espacio lejos del sol, en lugar de reconectarse a un lugar adecuado en el hemisferio opuesto.
Por ejemplo, en la Tierra, las auroras boreales aparecen en líneas de campo cerradas alrededor de un área conocida como óvalo auroral. Es un anillo de alta latitud cerca, pero no en, cada extremo del eje magnético de la Tierra.
Sin embargo, dentro de este anillo en la Tierra, como en otros planetas de nuestro sistema solar, hay un espacio vacío llamado casquete polar. Aquí es donde las líneas del campo magnético salen desconectadas, y donde las auroras boreales rara vez ocurren debido a esto. Piense en ello como un circuito eléctrico incompleto en su hogar: sin circuito completo, sin luces.
Júpiter, sin embargo, tiene un casquete polar en el que las auroras boreales son deslumbrantes. Esto sorprendió a los científicos.
Delamere dijo que el problema es que los científicos estaban tan centrados en la Tierra en sus pensamientos sobre Júpiter debido a lo que aprendieron sobre los propios campos magnéticos de la Tierra.
La nave espacial Juno de la NASA que llegó a Júpiter en julio de 2016 proporcionó imágenes del casquete polar y la aurora boreal. Pero estas imágenes, junto con algunas captadas por el Telescopio Espacial Hubble, no pudieron resolver la disputa entre científicos sobre las líneas abiertas y cerradas.
Por lo tanto, Delamere y el resto del equipo de investigación aprovecharon la ayuda del modelado por computadora. Su investigación reveló una región polar en gran parte cerrada con una pequeña área de corriente abierta en forma de media luna que representa solo alrededor del 9 por ciento de la región del casquete polar. El resto estaba activo con la aurora boreal marcando líneas cerradas del campo magnético.
Resulta que Júpiter tiene una mezcla de líneas abiertas y cerradas en los casquetes polares.
“No había ningún modelo o entendimiento que explicara cómo se podía tener la luna creciente de corriente abierta que produce esta simulación”, dijo. “Simplemente nunca se me ocurrió. No creo que nadie en la comunidad pueda imaginar una solución así. Pero esta simulación los creó “.
“Para mí, este es un gran cambio de paradigma en la forma en que entendemos la magnetosfera”.
¿Qué más revela esto? Más trabajo para los científicos.
“Esto plantea muchas preguntas sobre cómo el viento solar interactúa con la magnetosfera de Júpiter y cómo afecta la dinámica”, dijo Delamere.
El casquete polar activo de Júpiter puede ser causado, por ejemplo, por la velocidad de rotación del planeta (una vez cada 10 horas en comparación con la Tierra una vez cada 24 horas) y la inmensidad de su magnetosfera. Ambos reducen la influencia del viento solar, lo que significa que es menos probable que las líneas del campo magnético del casquete polar se rompan para convertirse en líneas abiertas.
¿En qué medida la luna Io de Júpiter afecta las líneas magnéticas del casquete polar de Júpiter? Io está conectado electrodinámicamente a Júpiter, algo exclusivo de nuestro sistema solar, y como tal, el planeta anfitrión lo despoja continuamente de iones pesados.
Como se señala en el artículo, “el jurado todavía está preocupado por la estructura magnética de la magnetosfera de Júpiter y qué nos dice exactamente sobre su topología auroral”.
Proporcionado por la Universidad de Alaska Fairbanks