20/Abr/08

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La Luna y la cola magnética

Observe la Luna llena. Antiguos cráteres y helados mares de lava yacen inmóviles bajo un cielo sin aire de profunda quietud. Es un mundo en cámara lenta donde incluso una huella humana puede durar millones de años. Nada más parece ocurrir allí. ¿Verdad?

No. Los científicos de la NASA notaron que algo ocurre cada mes cuando la Luna recibe el azote de la cola magnética de la Tierra.

"La cola magnética de la Tierra se extiende más allá de la órbita de la Luna y, una vez por mes, la Luna orbita a través de ella", dice Tim Stubbs, un científico de la Universidad de Maryland trabajando en el Centro Espacial Goddard. "Esto puede tener consecuencias que abarcan desde 'tormentas de polvo' lunares a descargas electrostáticas".

Sí, la Tierra tiene una cola magnética. Es una extensión del familiar campo magnético que experimentamos al usar una brújula. Nuestro planeta está envuelto en una burbuja de magnetismo que brota de una dínamo fundida en el núcleo de la Tierra. En el espacio, el viento solar presiona contra esta burbuja y la estira, creando una larga "cola magnética" en la dirección del viento, como se aprecia en el diagrama.

Durante esos seis días pueden ocurrir cosas extrañas.

Durante el cruce, la Luna se pone en contacto con una gigante sábana de plasma de partículas calientes y cargadas atrapadas en la cola. Las partículas más livianas y más móviles, los electrones, condimentan la superficie de la Luna y le dan una carga negativa.

A la derecha, gráfico de la órbita de la luna (el círculo) alrededor de la Tierra. El Sol, en este diagrama, estaría a la izquierda y su viento solar, dirigiéndose hacia la derecha, estira el campo magnético de la Tierra, creando la cola magnética.

En el lado iluminado de la Luna, este efecto es contrarrestado de alguna manera por la luz solar: los fotones ultravioletas del Sol quitan a los electrones de la superficie, y mantienen el aumento de la carga en niveles relativamente bajos. Pero en el lado frío y oscuro de la Luna, los electrones se acumulan y los voltajes pueden ascender a cientos o miles de voltios.

Si caminan a través del polvoriento y cargado terreno lunar, los astronautas podrían encontrarse chisporroteando con electricidad como una media sacada del secarropas. Tocar a otro astronauta, el picaporte de una puerta, una pieza electrónica, cualquiera de estas simples acciones podría producir un mal recibido golpe. "Una adecuada toma a tierra se recomienda fuertemente", avisa Stubbs.

El suelo, mientras tanto, podría saltar al cielo. Hay razones de peso (ver por ejemplo, las imágenes de la Surveyor 7, debajo) para deducir que las finas partículas de polvo lunar, cuando están suficientemente cargadas, flotan sobre la superficie. Esto podría crear una temporaria atmósfera nocturna de polvo, lista para cubrir los trajes espaciales, obstruir la maquinaria, rayar el frente de los cascos espaciales (el polvo lunar es muy abrasivo) y por lo general, dificultar la vida de los astronautas.

Más extraño aun, el polvo lunar podría reunirse en una especie de diáfano viento. Causado por las diferencias en la acumulación de carga global, el polvo flotante podría volar naturalmente desde el fuertemente negativo lado nocturno hacia el débilmente cargado lado diurno. Este efecto de "tormenta de polvo" sería más fuerte en la línea divisoria entre el día y la noche en la Luna, llamada "terminador".

Mucho de esto es pura especulación, previene Stubbs. Nadie puede decir con seguridad qué ocurre en la Luna cuando golpea la cola magnética, porque nadie ha estado allí en el momento crucial. "Los astronautas de la Apollo nunca descendieron en una Luna llena y nunca experimentaron la cola magnética".

La mejor evidencia directa viene de la sonda de la NASA, Lunar Prospector, que orbitó la Luna en 1998-99 y monitoreó muchos cruces de la cola magnética. Durante algunos, la nave sintió grandes cambios en el voltaje del lado nocturno lunar, saltando "típicamente de -200 V a -1000 V", dice Jasper Halekas de la Universidad de California, Berkeley, quien ha estado estudiando los datos de hace una década.

"Es importante notar", dice Halekas, "que la lámina de plasma (de donde vienen todos los electrones) es una estructura muy dinámica. Esta lámina de plasma está en constante movimiento, flameando hacia arriba y hacia abajo todo el tiempo. Por lo que, cuando la Luna orbita a través de la cola magnética, la sábana de plasma puede barrer una y otra vez. Dependiendo de la dinámica, podemos cruzar la sábana de plasma muchas veces durante una simple pasada a través de la cola magnética, y esos cruces duran desde minutos hasta horas o incluso días".

"Como resultado, uno puede imaginar qué tan dinámica es la carga del entorno en la Luna. La Luna puede estar allí, en una quieta región de la cola magnética y entonces, de repente, todo este plasma caliente comienza a barrerla, haciendo que el potencial del lado nocturno se eleve al kilovoltio. Luego baja de nuevo, igual de rápido".

La montaña rusa de la carga estaría en su máximo durante las tormentas solares y geomagnéticas. "Ése es un momento muy dinámico para la sábana de plasma y necesitamos estudiar qué ocurre entonces", agrega.

¿Qué ocurre entonces? La próxima generación de astronautas va a saberlo. La NASA regresará a la Luna en las próximas décadas y planea establecer una base para realizar largas exploraciones. Parece que van a explorar la cola magnética, también.

Más información

Viento solar vs. cola magnética: La cola magnética de la Tierra no es la única fuente de plasma que carga a la Luna. El viento solar puede proveer de partículas cargadas también; de hecho, la mayor parte del tiempo, el viento solar es la fuente principal. Pero cuando la Luna entra en la cola magnética, el viento solar es empujado hacia atrás y la lámina de plasma prevalece. Esta lámina de plasma es unas 10 veces más caliente que el viento solar y eso le da más fuerza para alterar el balance de carga en la superficie lunar.

Fuente: Noticias del Cosmos. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard