La luna ejerce una fuerza de marea previamente desconocida en el «océano de plasma» que rodea la atmósfera superior de la Tierra, creando fluctuaciones que son similares a las mareas en los océanos, sugiere un nuevo estudio.
En el estudio, publicado el 26 de enero en la revista Física de la naturalezalos científicos utilizaron más de 40 años de datos recopilados por satélites para rastrear los cambios mínimos en la forma de la plasmasfera, la región interna de Tierrade la magnetosfera, que protege a nuestro planeta de las tormentas solares y otros tipos de partículas de alta energía.
La plasmaesfera es una gota de frío con forma de rosquilla. plasma que se encuentra en la parte superior de las líneas del campo magnético de la Tierra, justo encima de la ionosfera, la parte cargada eléctricamente de la atmósfera superior. El plasma, o gas ionizado, en la plasmasfera es más denso que el plasma en las regiones exteriores de la magnetosfera, lo que hace que se hunda hasta el fondo de la magnetosfera. El límite entre este denso plasma hundido y el resto de la magnetosfera se conoce como plasmapausa.
«Dadas sus propiedades de plasma frío y denso, la plasmasfera puede considerarse como un ‘océano de plasma’, y la plasmapausa representa la ‘superficie’ de este océano», escribieron los investigadores en el artículo. La atracción gravitatoria de la luna puede distorsionar este «océano», haciendo que su superficie suba y baje como las mareas oceánicas.
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Ya se sabe que la luna ejerce fuerzas de marea en los océanos de la Tierra, la corteza, el campo geomagnético cercano al suelo y el gas dentro de la atmósfera inferior. Sin embargo, hasta ahora, nadie había probado para ver si había un efecto de marea en la plasmasfera.
Para investigar esta pregunta, los investigadores analizaron datos de más de 50,000 cruces de la plasmasfera por parte de satélites pertenecientes a 10 misiones científicas, incluida la misión Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS) de la NASA. Los sensores de los satélites son capaces de detectar cambios diminutos en las concentraciones de plasma, lo que permitió al equipo trazar el límite exacto de la plasmapausa con mayor detalle que nunca.
Los cruces de satélites ocurrieron entre 1977 y 2015, y durante este período hubo cuatro ciclos solares completos. Esta información permitió al equipo tener en cuenta el papel de la actividad solar en la magnetosfera de la Tierra. Una vez que se tuvo en cuenta la influencia del sol, comenzó a quedar claro que las fluctuaciones en la forma de la plasmapausa seguían patrones diarios y mensuales que eran muy similares a las mareas del océano, lo que indica que la luna era la causa más probable de las mareas de plasma.
Los investigadores no están seguros de cómo la luna causa las mareas de plasma, pero su mejor conjetura actual es que la luna gravedad provoca perturbaciones en el campo electromagnético de la Tierra. Pero se necesita más investigación para saberlo con certeza.
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El equipo cree que esta interacción previamente desconocida entre la Tierra y la Luna podría ayudar a los investigadores a comprender otras partes de la magnetosfera con mayor detalle, como los cinturones de radiación de Van Allen, que capturan partículas altamente energéticas del viento solar y las atrapan en la magnetosfera exterior.
«Sospechamos que la marea de plasma observada puede afectar sutilmente la distribución de partículas del cinturón de radiación energética, que son un peligro bien conocido para la infraestructura espacial y las actividades humanas en el espacio», escribieron los investigadores. Por lo tanto, una mejor comprensión de las mareas podría ayudar a mejorar el trabajo en estas áreas, agregaron.
Los investigadores también quieren ver si el plasma en las magnetosferas de otros planetas está influenciado por las lunas de esos planetas. «Estos hallazgos pueden tener implicaciones para las interacciones de las mareas en otros sistemas celestes de dos cuerpos», escribieron.