¿Qué es la anomalía en el campo magnético de la Tierra que vigila la NASA?

(CNN) — Una abolladura cada vez mayor en el campo magnético de la Tierra sobre Suramérica y el sur del Océano Atlántico podría representar un riesgo para las naves espaciales y los satélites.

Este punto débil en evolución en el campo magnético, llamado Anomalía del Atlántico Sur, está siendo monitoreado por la NASA, pero la agencia espacial dijo que no nos afectará aquí en la Tierra.

El campo magnético nos protege, actuando como un escudo contra el viento solar –corriente de partículas cargadas y radiación– que fluye desde el Sol. La protección de este campo también se extiende para incluir satélites que orbitan cerca de la Tierra.

Pero la Anomalía del Atlántico Sur está permitiendo que las partículas solares se acerquen más que antes. La radiación solar podría tener un efecto negativo a medida que los satélites atraviesen esta área, destruyendo sus computadoras e interfiriendo con la recopilación de datos, según la NASA.

El campo magnético nos protege, actuando como un escudo contra el viento solar.

La Anomalía del Atlántico Sur, según también han demostrado nuevos datos, se está debilitando y expandiéndose hacia el oeste. Además, se está dividiendo en dos lóbulos en lugar de uno grande, lo que causará más dolores de cabeza a la hora de gestionar misiones satelitales.

En una serie de áreas de investigación, los científicos de la NASA están monitoreando la anomalía para prepararse para esos desafíos, así como también cómo podría afectar a los humanos en el espacio.

Los científicos de la NASA también están monitoreando la anomalía para ver cómo estos cambios localizados en la fuerza del campo magnético podrían afectar nuestra atmósfera.

¿Qué daño puede causar la anomalía?

Si los satélites que viajan a través de esta área débil en el campo magnético son golpeados por partículas energizadas, pueden provocar un cortocircuito, fallar o incluso sufrir daños permanentes. Por lo tanto, los operadores de satélites apagan regularmente los componentes de los satélites cuando viajan a través de la anomalía para no correr el riesgo de perder instrumentos clave o todo el satélite.

La Estación Espacial Internacional también atraviesa la anomalía. Si bien los astronautas están a salvo dentro de la estación, los instrumentos en el exterior que recopilan datos pueden experimentar problemas.

De hecho, se sabe que la anomalía restablece los tableros de energía en la misión de Investigación de Dinámica del Ecosistema Global (GEDI, por sus siglas en inglés), instalada en el exterior de la estación, con una frecuencia de hasta una vez al mes.

Visualización estereoscópica de la NASA muestra un modelo del campo magnético de la Tierra.

Si bien esto no causa ningún daño material, sí resulta en un par de horas de pérdida de datos cada mes, según Bryan Blair, investigador principal adjunto de la misión y científico de instrumentos, y científico de instrumentos lidares en Goddard.

¿Qué lo causa?

El campo magnético de la Tierra es producido por su núcleo rico en hierro fundido, que se encuentra en un estado de movimiento constante 3.000 kms debajo de la superficie. Estos movimientos actúan como un generador, lo que se conoce como geodinamo, y las corrientes eléctricas que crean los movimientos producen el campo magnético, según la NASA.

Los polos norte y sur de la Tierra también tienen líneas de campo magnético que se extienden desde ellos, pero no están perfectamente alineados ni estables.

Los movimientos del núcleo externo del planeta son variables, lo que provoca fluctuaciones en el campo magnético y los polos magnéticos se inclinan y migran. Juntos, estos factores han contribuido a crear la Anomalía del Atlántico Sur.

«El campo magnético es en realidad una superposición de campos de muchas fuentes actuales», dijo Terry Sabaka, geofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, en un comunicado.

Un área débil en el campo magnético es más susceptible a encuentros cercanos con el viento solar, así como a eyecciones de masa coronal, que son nubes masivas de plasma calentado y radiación expulsada por el Sol.

Los cinturones de radiación de Van Allen, que rodean la Tierra, están llenos de partículas cargadas y plasma. Estos cinturones, con forma de rosquilla, generalmente pueden atrapar y mantener las partículas y la radiación en su lugar, por lo que esencialmente rebotan en el campo magnético de la Tierra.

Los cinturones son parte de la magnetosfera de la Tierra, o la región del espacio donde el campo magnético de la Tierra interactúa con el viento solar.

Los cinturones de Van Allen ayudan a proteger a la Tierra de la radiación.

El más cercano de los dos cinturones está a 645 kms de la superficie de la Tierra, una buena distancia para proteger la Tierra y sus satélites de la radiación. Es más estable que el cinturón exterior, que fluctúa y se encuentra entre 13.500 y 58.000 kms sobre la superficie de la Tierra.

Pero hay un lado negativo de los cinturones de Van Allen: El clima espacial más intenso generado por el Sol, que es un evento raro, en realidad puede energizar los cinturones, deformar el campo magnético y permitir que la radiación y las partículas cargadas entren en nuestra atmósfera.

Los científicos también están estudiando la radiación de partículas en el área donde se encuentra la anomalía utilizando datos recopilados por la misión Explorador de Partículas Solares, Anómalas y Magnetosféricas de la NASA (SAMPEX, por sus siglas en inglés).

La misión operó entre 1992 y 2012, y sus datos ayudaron a revelar que la anomalía se está desplazando en dirección noroeste, lo que significa que su ubicación cambia a medida que evoluciona el campo geomagnético.

«Estas partículas están íntimamente asociadas con el campo magnético, que guía sus movimientos», dijo Shri Kanekal, investigador del Laboratorio de Física Heliosférica de la NASA Goddard, en un comunicado. «Por lo tanto, cualquier conocimiento de las partículas también proporciona información sobre el campo geomagnético».

Preparándonos para el futuro

Los datos de SAMPEX se han utilizado para diseñar satélites que son menos susceptibles a fallas si encuentran un problema que atraviesa la anomalía. La misión Swarm de la Agencia Espacial Europea, lanzada en 2013, observa el campo magnético de la Tierra.

Entonces, los científicos de la Tierra pueden crear modelos y comprender su estado actual. Científicos de la NASA como Sabaka y Weijia Kuang, quien es geofísico y matemático en el Laboratorio de Geodesia y Geofísica Goddard de la NASA, combinan datos de diferentes fuentes para pronosticar qué cambios rápidos pueden ocurrir en el campo magnético en el futuro.

Estos miembros del equipo de la NASA han contribuido al Campo de Referencia Geomagnético Internacional. Este esfuerzo colaborativo ayuda con la investigación sobre temas tan variados como el núcleo de la Tierra y los límites exteriores de la atmósfera, y modela el campo magnético de la Tierra y sus cambios.

«Esto es similar a cómo se producen los pronósticos meteorológicos, pero estamos trabajando con escalas de tiempo mucho más largas», dijo Andrew Tangborn, matemático del Laboratorio de Geodinámica Planetaria de Goddard, en un comunicado.

Los científicos de la NASA continuarán observando la Anomalía del Atlántico Sur con misiones futuras para que puedan hacer modelos y predicciones, así como comprender mejor el núcleo de la Tierra.

Y misiones como Parker Solar Probe de la NASA y Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea nos están ayudando a comprender el viento solar que fluye hacia la Tierra.