Un estudio reciente, liderado por el Dr. Michael Starkey del Southwest Research Institute (SwRI), ha revelado evidencia observacional de la presencia de iones "pickup" (PUIs) y su actividad de ondas asociada en el viento solar en las proximidades de la Tierra.
Estos hallazgos, obtenidos mediante la Misión Magnetospheric Multiscale (MMS) de la NASA, lanzada en 2015, que emplea cuatro naves espaciales para investigar la magnetosfera terrestre, sugieren un papel más significativo para los PUIs de lo que se pensaba anteriormente en la dinámica del viento solar.
Los iones "pickup" se forman cuando partículas neutras que viajan por la heliosfera son ionizadas dentro del viento solar. Una vez cargadas eléctricamente, estas partículas son arrastradas por el flujo solar y comienzan a girar alrededor del campo magnético local, formando una población de plasma con características distintas a las de las partículas convencionales del viento solar.
Las observaciones de la MMS indicaron que los PUIs presentan una distribución de velocidad típica, sin la presencia de otras poblaciones significativas de iones o electrones energéticos. El análisis de la actividad de ondas se realizó combinando datos magnéticos recopilados por la misión con modelos teóricos que describen cómo estas ondas deberían desarrollarse en presencia de PUIs.
El Dr. Starkey comentó que "los resultados de este estudio indican que los PUIs pueden generar ondas en el viento solar cerca de la Tierra y resaltan la necesidad de una investigación estadística más extensa sobre estos procesos". Añadió que "es posible que los PUIs jueguen un papel más importante en el calentamiento y la thermalización del viento solar cercano a la Tierra de lo que se pensaba previamente, lo que tendría implicaciones significativas para los modelos de la dinámica del viento solar en toda la heliosfera".
Al modelar por separado los componentes iónicos (iones del viento solar y PUIs), los investigadores pudieron identificar las poblaciones responsables de las ondas observadas. La conclusión fue que probablemente fueron generadas por PUIs de helio y/o hidrógeno, aunque las limitaciones del instrumento impidieron la determinación exacta de las especies iónicas involucradas.
Este descubrimiento es particularmente relevante porque, a mayores distancias del Sol, la densidad relativa de los PUIs en el viento solar aumenta, amplificando su papel en los procesos de calentamiento y thermalización a través de interacciones onda-partícula. En los bordes del Sistema Solar, contribuyen significativamente a la presión dinámica total del viento solar, influyendo en fenómenos en el choque de terminación y en la "heliocubierta".
"Cerca de la Tierra, la intensidad de los PUIs es relativamente baja, y su contribución a las interacciones onda-partícula en el viento solar generalmente se considera insignificante", señaló Starkey. "Si esta suposición es incorrecta, las teorías y modelos actuales sobre la evolución del viento solar en la heliosfera necesitarían ser revisados".
El estudio, publicado en el Journal of Geophysical Research: Space Physics, subraya la importancia continua de la investigación sobre el viento solar y sus interacciones con la magnetosfera terrestre para comprender mejor los procesos que influyen en el clima espacial y proteger nuestra infraestructura sensible a sus efectos. Investigaciones adicionales sugieren que los PUIs pueden tener un impacto más profundo en la dinámica del viento solar de lo que se creía, con implicaciones que se extienden hasta los límites exteriores de nuestro sistema solar, influyendo en la presión dinámica y los procesos en el choque de terminación y la heliocubierta.