Los investigadores descubrieron que esta radiación aparece unas horas después de la puesta de sol y desaparece entre una y tres horas después del amanecer. Se observó con mayor frecuencia durante los meses de verano y con menor frecuencia en primavera y otoño. Sin embargo, a mediados de 2022, cuando el sol entró en una fase de mayor actividad, la radiación había desaparecido por completo, aunque los científicos creen que la señal podría reaparecer en el futuro. El estudio se publicó en la revista Journal of Geophysical Research: Space Physics.
La Tierra emite constantemente ondas de radio: señales electromagnéticas naturales que se producen en el espacio cercano a la Tierra. Analizar estas emisiones ayuda a los científicos a comprender mejor cómo influye el sol en la magnetosfera, la región que rodea nuestro planeta donde el campo magnético lo protege de las fuerzas externas.
Desde esta región se originan diversos tipos de emisiones de radio, una de las cuales es el continuo hectométrico (HMC), una radiación natural de banda estrecha en el rango de 600 a 1700 kHz, significativamente inferior a las frecuencias de transmisión de las emisoras de radio convencionales.
Las fuentes de esta radiación se encuentran relativamente cerca de la Tierra, a altitudes de entre uno y dos radios terrestres, donde el campo magnético aún rige el movimiento de las partículas cargadas. Estas ondas no se pueden detectar desde la superficie terrestre, ya que las densas capas de la ionosfera las absorben por completo. Por lo tanto, el continuo hectométrico (CHM) solo se puede observar con la ayuda de naves espaciales.
Descubrimiento e investigación del CHM
Por este motivo, el continuo hectométrico fue descubierto relativamente hace poco —en 2017— por el satélite japonés ERG (Arase). Desde entonces, la señal se ha registrado solo esporádicamente y aún no se ha establecido una imagen completa de su comportamiento.
Para caracterizar las propiedades del CHM y descubrir el mecanismo que lo origina, investigadores del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia y de la Facultad de Física de la HSE recopilaron todos los datos satelitales disponibles para examinar cómo evolucionó esta radiación a lo largo del tiempo. Para lograrlo, los científicos analizaron cerca de mil observaciones del HMC recopiladas entre 2017 y 2023.
Los resultados mostraron que la aparición de la señal está vinculada a procesos que ocurren en el plasma cercano a la Tierra, una región llena de partículas cargadas que se mueven bajo la influencia del campo magnético terrestre y el viento solar.
Según los autores, el continuo hectométrico surge de un fenómeno conocido como resonancia de plasma doble, en el que coinciden dos tipos de oscilaciones en el plasma: las oscilaciones naturales del plasma y la rotación de los electrones alrededor de las líneas del campo magnético terrestre. Esta resonancia crea una inestabilidad que provoca que el plasma emita ondas de radio. Dicha emisión requiere condiciones específicas: una cierta densidad de plasma y la presencia de electrones de alta energía, o «calientes».
Los investigadores descubrieron que la radiación se produce solo durante la noche y desaparece entre una y tres horas después del amanecer. Explican esto señalando que la radiación solar matutina aumenta la densidad del plasma, lo que altera las condiciones necesarias para la generación de ondas de radio. De manera similar, la señal no aparece inmediatamente después de la puesta del sol, sino solo unas horas más tarde, una vez que la ionosfera se ha enfriado y restablecido las condiciones necesarias para excitar el HMC.
Influencias estacionales y del ciclo solar
Además del ciclo diario, la radiación presenta variaciones estacionales: se observó con mayor frecuencia en verano y con menor frecuencia en primavera y otoño. Desde mediados de 2022, la señal ha desaparecido. Los científicos atribuyen esto a que el Sol entró en una fase más activa, durante la cual su superficie mostró más manchas solares, aumentaron las emisiones de radio con una longitud de onda de 10,7 cm y se elevaron los niveles de radiación ultravioleta. Estos cambios alteraron la estructura del plasma, eliminando las condiciones necesarias para la generación del HMC.
«Curiosamente, a diferencia de otras señales de radio que se amplifican durante los picos de actividad solar —como la radiación kilométrica auroral asociada a las auroras—, el continuo hectométrico, por el contrario, disminuye. Por lo tanto, prevemos que podría reaparecer en unos años, cuando la actividad solar disminuya», comenta Alexander Chernyshov, profesor asociado del Departamento Conjunto de Física Espacial del Instituto de Investigación Espacial (RAS).
Implicaciones para la ciencia planetaria y más allá
El estudio no solo contribuye a una mejor comprensión de la magnetosfera terrestre, sino que también abre la posibilidad de comprobar si se producen emisiones de radio similares en exoplanetas.
Dichas emisiones podrían indicar la presencia de un campo magnético planetario, un factor importante para la conservación de la atmósfera y, potencialmente, para el sustento de la vida.
Con información de AGU
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