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Aurora Boreal: después de más de 40 años se da a conocer la prueba definitiva de su origen

La aceleración de los electrones por las ondas de Alfvén sería la causa o el origen de que se produzca la aurora boreal

En un nuevo estudio, un equipo de físicos dirigido por la Universidad de Iowa ha revelado evidencia definitiva que muestra que las auroras más brillantes son producidas por poderosas ondas electromagnéticas durante tormentas geomagnéticas. Descubramos entonces cuál es el auténtico origen de la Aurora Boreal.

Aurora Boreal: después de más de 40 años se da a conocer la prueba definitiva de su origen

El fenómeno, conocido como ondas de Alfvén , es una onda magnetohidrodinámica particular que acelera los electrones hacia la Tierra, haciendo que las partículas produzcan el conocido espectáculo de luces atmosféricas que caracteriza la aurora boreal.

El estudio, publicado en la revista Nature Communications , concluye una investigación de una década para demostrar experimentalmente los mecanismos físicos que determinan la aceleración de los electrones por las ondas de Alfvén en las condiciones correspondientes a la magnetosfera auroral terrestre.

El profesor Greg Howes, coautor del estudio y profesor en el Departamento de Física y Astronomía de Iowa, dijo: » Las mediciones encontraron que esta pequeña población de electrones experimenta una aceleración resonante del campo eléctrico de la onda Alfven, similar a un surfista capturado por una onda que se acelera continuamente mientras se mueve simultáneamente con ella «.

Los científicos ya conocían la base del fenómeno, en el que las partículas energizadas emitidas por el sol, como los electrones que viajan a 45 millones de millas por hora, precipitándose a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra, chocan con moléculas de oxígeno y nitrógeno, disparándose así a lo largo de la atmósfera en un estado de excitación (cuando los electrones están en un nivel de energía más alto que el normalmente ocupado). Una vez relajadas, estas moléculas emiten luz , produciendo los tonos coloridos de la aurora boreal .

Esta teoría también fue apoyada por misiones espaciales que a menudo encontraron ondas de Alfvén cruzando el planeta en las cercanías de las auroras, presumiblemente acelerando electrones en el camino. Sin embargo, las limitaciones inherentes a las mediciones de naves espaciales y cohetes siempre habían impedido una prueba definitiva para respaldar estas hipótesis.

Sin embargo ahora, los físicos pudieron encontrar evidencia confirmatoria en una serie de experimentos llevados a cabo en el Large Plasma Device (LPD) en el Basic Plasma Science Facility de UCLA, un centro de investigación nacional que está respaldado por Departamento de Energía de los EE. UU, así como por la National Science Foundation .

«La idea de que estas ondas pueden energizar los electrones que crean la aurora se remonta a más de cuatro décadas, pero esta es la primera vez que podemos probarlo. Los experimentos nos han permitido realizar mediciones clave que explican cómo la teoría y los datos antiguos recopilados puede describir la forma fundamental en que se crean las auroras «, dijo el profesor Kletzing , coautor del estudio.

Para el experimento se requirió una medición de población muy pequeña de electrones (menos de 1/1000 de los electrones en el plasma) que se mueven a lo largo de la cámara LPD de UCLA, casi a la misma velocidad que las ondas Alfvén , lo que arroja evidencia directa de que los electrones provocan las auroras .