La atmósfera de Urano está literalmente goteando gas al espacio

Oculto en los datos del histórico encuentro de 1986 de la Voyager 2 con Urano, el planeta helado, y sin descubrir hasta ahora, estaba la presencia de un plasmoide, una bolsa de material atmosférico que se canalizaba lejos del planeta por el campo magnético del planeta.

Es la primera vez que se ve un plasmoide en conexión con un gigante de hielo, y no solo nos muestra que la atmósfera de Urano está goteando. También revela algunas de las dinámicas del peculiar y retorcido campo magnético de este planeta.

En realidad, las atmósferas con fugas no son tan infrecuentes. Se llama escape atmosférico, y así es como Marte, por ejemplo, pasó de lo que creemos que era un planeta bastante húmedo a un páramo polvoriento y árido. Venus tiene fugas de hidrógeno. La luna de Júpiter Io y la luna de Saturno Titán están goteando Incluso la Tierra está perdiendo 90 toneladas de material atmosférico un día (no te preocupes, tenemos alrededor de 5.140 billones de toneladas, tardará mucho tiempo en desaparecer por completo).

Plasmoide
(David Stern, Comentarios de geofísica, 1996)

Hay varios mecanismos por los cuales esto puede ocurrir, y uno de ellos es a través de los plasmoides. Estas son grandes burbujas cilíndricas de plasma, gas ionizado, unidas por líneas de campo magnético que salen del Sol, la región conocida como la cola magnética. La imagen de arriba muestra cómo se ve eso para la Tierra.

Los iones de la atmósfera se canalizan a lo largo del campo magnético hacia esta región. Cuando el viento solar hace que el campo magnético se rompa en el lado que mira hacia el Sol, el choque del arco, se da la vuelta y se vuelve a conectar en la cola pellizcando los plasmoides giratorios. Algunos de los iones se recuperan hacia el planeta (produciendo, en la Tierra, auroras), y el plasmoide se precipita en la dirección opuesta, llevándose consigo los iones atmosféricos.

Para la Tierra, eso es bastante sencillo y bien entendido. Y hay evidencia de que el viento solar arranca plasmoides de Marte a diario de una manera ligeramente diferente, ya que Marte no tiene un campo magnético global.

Pero Urano es una bestia complicada como planeta, y seamos honestos, su campo magnético es un desastre.

Donde el campo magnético de la Tierra es más o menos consistente con la orientación del planeta, Urano está torcido de lado, con los polos magnéticos en ángulo a 59 grados de los polos geográficos. Y ni siquiera está centrado. Si dibujara una línea entre esos dos polos, perdería el centro de Urano a una distancia bastante grande.

Incluso hay evidencia que sugiere que el campo magnético abre por la noche y cierra durante el día. En serio, mira esto.

urano magnético
(Wikimedia Commons / Dominio público)

Fue este desastre de un campo magnético lo que llamó la atención de los astrónomos Gina DiBraccio y Dan Gershman del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, quienes estaban planeando posibles misiones planetarias y pensaron que esta rareza en particular sería un buen punto de partida.

Estaban estudiando los datos recopilados por el magnetómetro de la Voyager 2 en enero de 1986 en una resolución más alta que cualquier investigación previa cuando notaron un meneo en los datos, una falla en el campo magnético.

Procesaron los datos y llegaron a la conclusión de que sí. A pesar de que Urano tiene un campo magnético tambaleante y extrañamente sesgado, ese blip realmente representaba un plasmoide, de aproximadamente 204,000 kilómetros de longitud y 400,000 kilómetros de ancho (127,000 por 250,000 millas), probablemente lleno de hidrógeno ionizado, alejándose del planeta.

Esto revela información nueva sobre ese campo magnético de Urano.

Según el análisis de los investigadores, muestra que el campo magnético de Urano se reconecta en la cola, como el de la Tierra. También sugiere que las fuerzas internas juegan un papel en la dinámica magnética del planeta.

Y, por supuesto, revela un mecanismo por el cual Urano podría estar perdiendo una cantidad sustancial de masa, transportada por los plasmoides.

Los datos de Voyager utilizados para este análisis tienen más de dos décadas, por lo que los investigadores sugieren que la mejor manera de obtener más información es enviar otra sonda para verificarlo.

“La naturaleza de la circulación magnetosférica y los procesos de pérdida de masa siguen siendo temas sobresalientes y esenciales tanto en Urano como en Neptuno. Con el fin de determinar definitivamente las contribuciones relativas de la rotación planetaria y la fuerza del viento solar en la conducción de la dinámica global del plasma, serán necesarias nuevas mediciones in situ. Hasta entonces, las enigmáticas magnetosferas gigantes de hielo esperan una mayor exploración “.

Los autores del hallazgo

La investigación ha sido publicada en Agupubs.

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