Observan iones generando ondas en el viento solar cerca de la Tierra

La misión MMS de la NASA ha observado por primera vez ondas posiblemente generadas por iones captadores heliosféricos y actividad ondulatoria asociada en el entorno del viento solar cercano a la Tierra.

La misión MMS, lanzada por la NASA en 2015, colocó cuatro naves espaciales en órbita para observar la magnetosfera terrestre, un campo magnético que rodea al planeta y lo protege de la radiación solar y cósmica dañina. Los nuevos hallazgos se publican en la revista Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Estos iones captadores heliosféricos (PUI por sus siglas en inglés) se forman cuando partículas neutras que fluyen por la heliosfera se ionizan en el viento solar. Estos PUI son arrastrados por el viento solar y giran alrededor del campo magnético local, formando una población de plasma distintiva con características diferentes a la población típica del viento solar.

Se observó que los PUI presentan una distribución de velocidad típica, sin ninguna otra población de iones o electrones energéticos significativos. La actividad de las ondas se identificó utilizando datos del campo magnético del MMS, combinados con un análisis teórico de los modos de crecimiento de las olas previstos, basados en modelos de las PUI observadas.

"Los resultados de este estudio indican que las PUI pueden, de hecho, generar ondas en el viento solar cerca de la Tierra y motivan la necesidad de realizar más estudios estadísticos de estos procesos", afirmó en un comunicado el doctor Michael Starkey, del Southwest Research Institute (SwRI). "Es posible que las PUI desempeñen un papel más importante en el calentamiento y la termalización del viento solar cerca de la Tierra de lo que se creía anteriormente, lo que tendría importantes implicaciones para los modelos del viento solar en toda la heliosfera".

Al modelar los componentes iónicos individuales (viento solar e PUI), los autores identificaron qué moléculas podrían ser responsables de la actividad de las ondas observada. Concluyeron que las ondas observadas probablemente fueron generadas por PUI de helio o hidrógeno, pero, debido a las limitaciones del instrumento, no pudieron identificar con precisión las especies iónicas responsables.

A mayores distancias del Sol, la densidad relativa de PUI en el viento solar aumenta, lo que incrementa su contribución al calentamiento y la termalización del viento solar a través de las interacciones onda-partícula. En los confines del sistema solar, las PUI contribuyen significativamente a la presión dinámica total del viento solar, lo cual tiene importantes implicaciones para los procesos físicos que tienen lugar en el choque de terminación y en la heliopausa.

"Cerca de la Tierra, la intensidad de las PUI es relativamente baja, por lo que se suele asumir que su contribución a las interacciones onda-partícula en el viento solar es insignificante", añadió Starkey. "Si esta suposición es falsa, sería necesario actualizar la teoría y los modelos actuales del viento solar y su evolución en la heliosfera".