El Campo Magnético Interplanetario (IMF)

El campo magnético interplanetario (FMI) juega un gran papel en la forma en que el viento solar interactúa con la magnetosfera de la Tierra. En este artículo aprenderemos qué es el campo magnético interplanetario y cómo afecta la actividad auroral aquí en la Tierra.

El campo magnético del Sol

Durante el mínimo solar, el campo magnético del Sol se parece al campo magnético de la Tierra. Aparenta un imán de barra común con líneas cerradas cerca del ecuador y líneas de campo abierto cerca de los polos. Los científicos llaman a esas áreas dipolo. El campo dipolar del Sol es casi tan fuerte como un imán de nevera (alrededor de 50 gauss). El campo magnético de la Tierra es aproximadamente 100 veces más débil.

Alrededor del máximo solar, cuando el Sol alcanza su máxima actividad, muchas manchas solares se pueden observar en el disco solar visible. Estas manchas solares están llenas de magnetismo y grandes líneas de campo magnético que recorren el material a lo largo de ellas. Estas líneas de campo son a menudo cientos de veces más fuertes que el dipolo circundante. Esto hace que el campo magnético alrededor del Sol sea un campo magnético muy complejo con muchas líneas de campo perturbadas.

El campo magnético de nuestro Sol no se queda alrededor de él. El viento solar lo lleva a través del Sistema Solar hasta que alcanza la heliopausa. La heliopausa es el lugar donde el viento solar se detiene y choca con el medio interestelar. Debido a que el Sol gira alrededor de su eje (una vez cada 25 días), el campo magnético interplanetario tiene una forma espiral que se llama Espiral de Parker.

B_t valor

The Bt value of the interplanetary magnetic field indicates the total strength of the interplanetary magnetic field. It is a combined measure of the magnetic field strength in the north-south, east-west, and towards-Sun vs. away-from-Sun directions. The higher this value, the better it is for enhanced geomagnetic conditions. We speak of a moderately strong total interplanetary magnetic field when the Bt exceeds 10nT. Strong values start at 20nT and we speak of a very strong total interplanetary magnetic field when values exceed 30nT. The units are in nano-Tesla (nT) — named after Nikola Tesla, the famous physicist, engineer and inventor.

B_x, B_y y B_z

El campo magnético interplanetario es una cifra vectorial con un componente de tres ejes, dos de los cuales (Bx y By) están orientados paralelos a la eclíptica. Los componentes Bx y By no son importantes para la actividad auroral y, por lo tanto, no figuran en nuestro sitio web. El tercer componente, el valor Bz es perpendicular a la eclíptica y es creado por las ondas y otras perturbaciones en el viento solar.

Interacción con la magnetosfera de la Tierra

The north-south direction of the interplanetary magnetic field (Bz) is the most important ingredient for auroral activity. When the north-south direction (Bz) of the the interplanetary magnetic field is orientated southward, it will connect with Earth's magnetosphere which points northward. Think of the ordinary bar magnets that you have at home. Two opposite poles attract each other! A (strong) southward Bz can create havoc with Earth’s magnetic field, disrupting the magnetosphere and allowing particles to rain down into our atmosphere along Earth's magnetic field lines. When these particles collide with the oxygen and nitrogen atoms that make up our atmosphere, it causes them to glow and emit light which we see as aurora.

Para que se desarrolle una tormenta geomagnética, es vital que la dirección del campo magnético interplanetario (Bz) gire hacia el sur. Los valores continuos de -10nT y menores son buenos indicadores de que podría desarrollarse una tormenta geomagnética, y cuanto menor sea este valor, mejor será para la actividad auroral. Solo durante eventos extremos con altas velocidades del viento solar es posible que se desarrolle una tormenta geomagnética (Kp5 o superior) con un Bz hacia el norte.

Imagen: Un diagrama esquemático que muestra la interacción entre el IMF con un Bz en dirección sur y la magnetosfera de la Tierra.

Es importante tener en cuenta que aún no podemos predecir (con precisión y coherencia) el Bz (t), es decir, la fuerza, orientación y duración del componente de campo magnético interplanetario norte-sur Bz de una estructura de viento solar entrante. No sabemos cuáles son las características del viento solar y del campo magnético hasta que llega al Punto 1 de Lagrange Sol-Tierra (punto fijo en el espacio entre la Tierra y el Sol a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de la Tierra) donde los satélites miden las propiedades del viento solar entrante. Vamos a aprender más sobre esto en el próximo párrafo.

Medición del campo magnético interplanetario

The real-time solar wind and interplanetary magnetic field data that you can find on this website come from the Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) satellite which is stationed in an orbit around the Sun-Earth Lagrange Point 1. This is a point in space which is always located between the Sun and Earth where the gravity of the Sun and Earth have an equal pull on satellites meaning they can remain in a stable orbit around this point. This point is ideal for solar missions like DSCOVR, as this gives DSCOVR the opportunity to measure the parameters of the solar wind and the interplanetary magnetic field before it arrives at Earth. This gives us a 15 to 60 minute warning time (depending on the solar wind speed) as to what kind of solar wind structures are on their way to Earth.

The Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) mission is now the primary source for real-time solar wind and interplanetary magnetic field data but there is one more satellite at the Sun-Earth L1 point that measures the incoming solar wind and and that is the Advanced Composition Explorer. This satellite used to be the primary real-time space weather data source up until July 2016 when DSCOVR become fully operational. The Advanced Composition Explorer (ACE) satellite is still collecting data and now operates mostly as a backup to DSCOVR.

Imagen: La ubicación de un satélite en el punto L1 Sol-Tierra.

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