Agencias, Ciudad de México.- Una nueva investigación publicada en Nature Astronomy explora la leyes fundamentales que gobiernan las diversas auroras observadas en planetas como la Tierra, Júpiter y Saturno.

Este trabajo, liderado por físicos espaciales del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Hong Kong (HKU), proporciona nuevos conocimientos sobre las interacciones entre los campos magnéticos planetarios y el viento solar, actualizando la imagen de los libros de texto sobre las magnetosferas planetarias gigantes. Sus hallazgos pueden mejorar el pronóstico del clima espacial, guiar la exploración planetaria futura e inspirar más estudios comparativos de entornos magnetosféricos, según los autores.

La Tierra, Saturno y Júpiter generan su propio campo magnético tipo dipolo, lo que da como resultado una geometría magnética en forma de dosel en embudo que hace que los energéticos electrones del espacio se precipiten en regiones polares y provoquen emisiones de auroras polares.

Sin embargo, los tres planetas difieren en muchos aspectos, incluida su fuerza magnética, velocidad de rotación, condición del viento solar, actividades lunares, etc. No está claro cómo estas diferentes condiciones se relacionan con las diferentes estructuras aurorales que se han observado en esos planetas durante décadas.

Utilizando cálculos de magnetohidrodinámica tridimensional, que modelan la dinámica acoplada de fluidos conductores de electricidad y campos electromagnéticos, el equipo de investigación evaluó la importancia relativa de estas condiciones en el control de la principal morfología auroral de un planeta.

Combinando las condiciones del viento solar y la rotación planetaria, definieron un nuevo parámetro que controla la estructura auroral principal, que por primera vez explica muy bien las diferentes estructuras aurorales observadas en la Tierra, Saturno y Júpiter.

La interacción de los vientos estelares con los campos magnéticos planetarios es un proceso fundamental en el universo. La investigación se puede aplicar para comprender los entornos espaciales de Urano, Neptuno e incluso exoplanetas.

“Nuestro estudio ha revelado la compleja interacción entre el viento solar y la rotación planetaria, proporcionando una comprensión más profunda de las auroras en diferentes planetas. Estos hallazgos no sólo mejorarán nuestro conocimiento de las auroras en nuestro sistema solar, sino que también se extenderán potencialmente al estudio de las auroras en sistemas exoplanetarios“, afirmó el profesor Binzheng Zhang, investigador principal y primer autor del proyecto, en un comunicado.

Basandonse en cálculos de magnetohidrodinámica tridimensional, el equipo reveló que la competencia entre la rotación del plasma impulsada por los planetas y la convección del flujo impulsada por el viento solar determina la estructura de las morfologías aurorales globales. Este marco teórico unificado puede reproducir auroras polares desde el tipo de la Tierra hasta el tipo de Júpiter basándose en estados de transición que son sorprendentemente consistentes con los patrones de auroras altamente variables de Saturno. Esta descripción generalizada de la física magnetosférica fundamental, propuesta aquí y validada por observaciones de décadas, es aplicable a los sistemas exoplanetarios.

Una imagen conceptual que ilustra las diferentes auroras entre la Tierra y Júpiter. Crédito de la imagen: Profesor Zhonghua YAO.
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