La dinámica global de la magnetósfera es controlada por el cambio del componente norte-sur del campo magnético interplanetario (IMF – Interplanetary Magnetic Field), el cual impulsa la circulación global en la magnetósfera, tal como se ve en la siguiente figura. Los cambios en el IMF y la presión dinámica del viento solar producen tormentas, la iluminación de las auroras y gestiona una serie de otras respuestas globales.
Para alcanzar el entendimiento completo del complejo, acoplada y dinámica magnetósfera, es importante entender como las estructuras globales y estructuras mesoescalares en la magnetósfera responden al variable y violento viento solar, y como el plasma y los procesos interactúan dentro de la magnetósfera y sus límites internos y externos, utilizando una combinación de imágenes y mediciones in situ. Crédito: Jerry Goldstein, Southwest Research Institute
Se utilizaron imágenes globales de las hasta ahora invisibles poblaciones de plasma de la magnetósfera para identificar su respuesta a gran escala para el variable y violento viento solar. La plasmasfera, que es la región de plasma denso y frío que co-rota con la Tierra, fue ‘fotografiado’ en el extremo ultravioleta (EUV). Las observaciones revelaron que las tormentas fuertes remueven la parte exterior de la plasmasfera en columnas, con convección al exterior de la magnetósfera diurna (Como se observa en la siguiente imagen):
: Imágenes EUV antes y después de una tormenta, cuando la plasmasfera alcanza su alcance mínimo radial debido a la erosión por la convección realzada.
Crédito: M.K. Hudson, B.T. Kress, H.-R. Mueller, J.A. Zastrow, & J. Bernard Blake
Y se mapean para producir realces en la densidad ionosférica, tal como se muestra en la siguiente imagen:
Contenido total de Electrones (TEC – Total Electron Content), una medición de columna-integrada de densidad de electrones, derivado de la frecuencia dual del Sistema de Posicionamiento Global (GPS – Global Positioning System), de la tormenta geomagnética del 20 de noviembre de 2003.
El actual anillo ecuatorial magnetosférico es mayor durante las tormentas geomagnéticas, y esto perturba la fuerza del campo magnético en la superficie terrestre. La comprensión de su dinámica es crucial para el establecimiento de una capacidad predictiva de la respuesta geoespacial a las tormentas. Las inyecciones de iones al anillo actual se capturaron en imágenes por vez primera, estableciendo su configuración y composición. Los modelos numéricos y las imágenes globales ENA revelaron que el anillo actual es altamente asimétrico durante la fase principal de las tormentas, lo cual sugiere un fuerte acoplamiento con la ionosfera. El pico de la distribución de protones-anillo actual, durante la fase principal de las tormentas magnéticas demostró que ocurre consistentemente en la madrugada y no en la tarde, como se había esperado. Esto solo puede ocurrir si la retroalimentación de la ionosfera fundamentalmente altera el campo eléctrico que es responsable de la convección magnetosférica.
Referencias
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M.K. Hudson, B.T. Kress, H.-R. Mueller, J.A. Zastrow, & J. Bernard Blake
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