Las auroras boreales y australes han cautivado e inspirado a la humanidad desde tiempos inmemoriales. Al igual que la Luna, las estrellas, las constelaciones y los planetas, se consideran una parte permanente de nuestro patrimonio cultural compartido. Estos impresionantes espectáculos de luz son el resultado de la interacción de partículas cargadas provenientes del Sol con el campo magnético terrestre. Sin embargo, durante décadas, han persistido interrogantes sobre los mecanismos que impulsan las auroras, especialmente en lo que respecta a la fuente de energía que alimenta los campos eléctricos que aceleran estas partículas.
Un nuevo estudio, llevado a cabo por investigadores del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Hong Kong (HKU) y del Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), ofrece ahora una respuesta. Según su análisis, las ondas de plasma que viajan a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre (ondas de Alfvén) actúan como un acelerador natural. Al analizar el movimiento y la ganancia de energía de las partículas cargadas en diferentes regiones del espacio, el equipo demostró que estas ondas proporcionan la energía necesaria para impulsar las partículas cargadas hacia la atmósfera, generando así las auroras.
El equipo analizó datos recopilados por múltiples satélites en órbita alrededor de la Tierra, incluyendo las Sondas Van Allen de la NASA y la misión Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS). Los resultados, publicados en la revista Nature Communications, revelaron cómo las ondas de Alfvén mantienen los campos eléctricos, evitando su disipación mediante la transferencia continua de energía a la región de aceleración. El profesor Zhonghua Yao de HKU lidera un equipo dedicado a la ciencia espacial y planetaria. Tal como expresó en un comunicado de prensa de HKU:
Este descubrimiento no solo proporciona una respuesta definitiva a la física de las auroras terrestres, sino que también ofrece un modelo universal aplicable a otros planetas de nuestro sistema solar y más allá. Nuestro equipo en HKU se ha centrado durante mucho tiempo en los procesos aurorales de los planetas gigantes. Al aplicar este conocimiento a los datos de alta resolución disponibles cerca de la Tierra, hemos logrado cerrar la brecha entre la ciencia terrestre y la exploración planetaria.
La investigación fue posible gracias a la experiencia interdisciplinaria aportada por ambos equipos. El equipo de UCLA, liderado por la Dra. Sheng Tian, contribuyó con una amplia experiencia en la física de las auroras terrestres, mientras que el profesor Yao y el equipo de HKU aprovecharon su profundo conocimiento en física planetaria y magnetosferas planetarias (como las de Júpiter y Saturno).
Para más información: HKU, Nature
