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La ionosfera de Venus presenta dos misteriosos cilindros huecos

Los científicos intentan averiguar qué es lo que produce este extraño efecto


Científicos de la NASA colaboran con la ESA y su nave Venus Express en averiguar qué es lo que produce dos extraños cilindros huecos en la ionosfera de Venus. El misterio tiene que ver con el viento solar y sus campos magnéticos asociados, pero hay varias teorías posibles que tratan de explicarlo.





El viento solar (izquierda) se acerca a Venus, cuya ionosfera está a la derecha, con sus dos cilindros huecos. Fuente: NASA.
El viento solar (izquierda) se acerca a Venus, cuya ionosfera está a la derecha, con sus dos cilindros huecos. Fuente: NASA.
Una nueva investigación muestra destellos de agujeros gigantes en la capa cargada eléctricamente de la atmósfera de Venus (la ionosfera), lo que subraya aún más las diferencias de este planeta con la Tierra.

Las observaciones apuntan a un entorno magnético más complicado de lo que se pensaba, que a cambio nos ayudará a entender mejor al planeta rocoso vecino.

El planeta Venus, con su atmósfera espesa hecha de dióxido de carbono, su superficie reseca, y presiones tan altas que cualquier nave que aterrice en él es triturada en unas pocas horas, ofrece a los científicos la oportunidad de estudiar un planeta muy distinto al nuestro.

Los misteriosos agujeros encontrados en su ionosfera, más concretamente, proporcionan pistas para entender la atmósfera venusiana, cómo interactúa ésta con la embestida constante del viento solar, y tal vez incluso lo que acecha en el núcleo planetario más profundo.

"Este trabajo comenzó con un misterio de 1978", explica Glyn Collinson, científico espacial del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt (Maryland, EE.UU.), que es el primer autor de un artículo sobre este trabajo publicado en el Journal of Geophysical Research y resumido en una nota de prensa de la NASA.

"Cuando la nave Pioneer Venus Orbiter alcanzó la órbita de Venus, se dio cuenta de algo muy, muy raro: había un agujero en la ionosfera del planeta. Era una región donde la densidad se desplomaba".

Orificios que llegan muy lejos

Collinson se dispuso a buscar huellas de estos agujeros en los datos de la Venus Express, de la Agencia Espacial Europea (ESA). Venus Express, lanzada en 2006, se encuentra actualmente en una órbita de 24 horas alrededor de los polos de Venus.

Esta órbita la coloca en altitudes mucho mayores que la de la Pioneer Venus Orbiter, por lo que Collinson no estaba seguro de si había detectado algún marcador de estos misteriosos agujeros. Pero incluso desde esas alturas se veían los mismos agujeros, mostrando de esta manera que los orificios llegaban mucho más lejos dentro de la atmósfera de lo que se conocía.

Las observaciones también sugieren que este tipo de agujeros eran más comunes de lo que se pensaba. La Pioneer Venus Orbiter sólo vio los agujeros en un momento de gran actividad solar, conocido como máximo solar. Los datos de Venus Express, sin embargo, muestran que estos se pueden formar durante el mínimo solar también.

Mirar al espacio para interpretar lo que sucede

Interpretar lo que está sucediendo en la ionosfera de Venus requiere la comprensión de cómo interactúa Venus con su entorno espacial.

Este entorno está dominado por una corriente de electrones y protones; un gas caliente y cargado llamado plasma que se aleja del sol.

Durante su viaje, este viento solar lleva incorporados campos magnéticos, que pueden afectar a las partículas cargadas y a otros campos magnéticos que se encuentren en el camino. La Tierra está protegida en gran parte de esta radiación por su propio campo magnético, pero Venus carece de esa protección.

Lo que Venus sí tiene, en cambio, es una ionosfera: una capa de la atmósfera llena de partículas cargadas. La ionosfera venusiana es bombardeada en la cara del planeta que da al sol por el viento solar. En consecuencia, la ionosfera, como el aire que fluye frente a una pelota de golf en vuelo, tiene forma de frontera delgada delante del planeta, y se extiende como una larga cola de cometa.

Cuando el viento solar entra en la ionosfera, se acumula como un gran atasco de plasma, creando una delgada magnetosfera alrededor de Venus: un entorno magnético mucho más pequeño que el que hay alrededor de la Tierra.

Campo magnético

Venus Express está equipada para medir este leve campo magnético ligero. Mientras volaba a través de los agujeros de la ionosfera registró un aumento en la intensidad del campo, al tiempo que detectaba partículas muy frías que fluían hacia dentro y hacia fuera de los agujeros, aunque con una densidad mucho más baja que la observada en general en la ionosfera.

Las observaciones de la Venus Express sugieren que en lugar de dos orificios detrás de Venus, hay de hecho dos cilindros largos y gruesos de material de baja densidad que se extienden desde la superficie del planeta hacia el espacio. Collinson señala que probablemente hay alguna estructura magnética que hace que las partículas cargadas sean expulsados ​​de estas áreas, como la pasta de dientes sale de un tubo.

La siguiente pregunta es ¿qué estructura magnética puede crear este efecto? Imagínese Venus de pie en medio del constante viento solar como un faro erigido en el agua cerca de la costa. Las líneas del campo magnético del sol se mueven hacia Venus como olas de agua que se acercan al faro.

Los extremos más alejados de estas líneas envuelven al planeta dando lugar a dos líneas de campo magnético rectas y largas que se extienden por detrás de Venus. Estas líneas podrían crear las fuerzas magnéticas que extraen el plasma de los cilindros.

Pero un escenario así situaría la parte inferior de estos tubos a los lados del planeta, no como si salieran directamente de la superficie. ¿Qué podría hacer que los campos magnéticos salieran directamente de dentro y hacia fuera del planeta? Sin datos adicionales, es difícil saberlo a ciencia cierta, pero el equipo de Collinson diseñó dos modelos posibles que pueden coincidir con estas observaciones.

Modelos

En una de las hipótesis, los campos magnéticos no se detienen en el borde de la ionosfera, sino que penetran en ella, llegan a la superficie de Venus, y entran en el planeta. "La ionosfera puede conducir la electricidad, lo que la hace básicamente transparente para las líneas de campo", explica Collinson.

En este escenario, el campo magnético se desplaza sin obstáculos directamente hacia las capas superiores de Venus. El campo magnético acaba chocando con el manto rocoso del planeta -asumiendo, por supuesto, que el interior de Venus sea como el interior de la Tierra; una suposición razonable dado que los dos planetas son la misma masa, tamaño y densidad, pero de ninguna manera un hecho probado-.

Un fenómeno similar ocurre en la Luna, señala Collinson. La luna se compone sobre todo de manto y tiene poca o ninguna atmósfera. Las líneas del campo magnético del Sol pasan a través del manto de la Luna y después chocan con lo que se cree que es un núcleo de hierro.

En el segundo escenario, los campos magnéticos del sistema solar dan la vuelta en torno a la ionosfera, pero chocan con el plasma que hay en la parte de atrás del planeta. La disputa de ambos conjuntos de material cargado hace que se produja el efecto magnético requerido en el lugar adecuado.

De cualquier manera, las zonas de mayor magnetismo están en los lados de la cola. Esas áreas de mayor fuerza magnética podrían ser las que exprimen el plasma y crean estos largos agujeros ionosféricos.

Los científicos continuarán explorando qué es lo que causa exactamente estos agujeros. Confirmar una teoría o la otra nos ayudará a comprender este planeta, tan similar y tan diferent del nuestro.


Viernes, 12 de Septiembre 2014
NASA/T21
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