Campo magnético interplanetario

El campo magnético interplanetario ( IMF ), también conocido comúnmente como campo magnético heliosférico ( HMF ), ^{[ 2 ]} es el componente del campo magnético solar que es arrastrado desde la corona solar por el flujo del viento solar para llenar el Sistema Solar .

Los plasmas coronal y del viento solar son altamente conductores de electricidad , lo que significa que las líneas del campo magnético y los flujos de plasma están efectivamente "congelados" ^{[ 3 ] [ 4 ]} y el campo magnético no puede difundirse a través del plasma en las escalas de tiempo de interés. En la corona solar, la presión magnética supera ampliamente la presión del plasma y, por lo tanto , el plasma está principalmente estructurado y confinado por el campo magnético . Sin embargo, con el aumento de la altitud a través de la corona, el viento solar se acelera al extraer energía del campo magnético mediante la interacción de la fuerza de Lorentz , lo que resulta en que el momento del flujo supere la fuerza de tensión magnética restrictiva y el campo magnético coronal sea arrastrado por el viento solar para formar el campo magnético interplanetario (IMF). Esta aceleración a menudo hace que el IMF sea localmente supersónico hasta a 160 UA del sol. ^{[ 5 ]}

La presión dinámica del viento predomina sobre la presión magnética en la mayor parte del Sistema Solar (o heliosfera ), de modo que el campo magnético se ve atraído en un patrón de espiral de Arquímedes (la espiral de Parker ^{[ 6 ]} ) por la combinación del movimiento hacia afuera y la rotación del Sol . En el espacio cercano a la Tierra, el campo magnético interplanetario (IMF) forma nominalmente un ángulo de aproximadamente 45° con la línea Tierra-Sol, aunque este ángulo varía con la velocidad del viento solar. El ángulo del IMF con respecto a la dirección radial disminuye con la heliolatitud, ya que la velocidad del punto de anclaje fotosférico se reduce.

Dependiendo de la polaridad del punto de anclaje fotosférico, el campo magnético heliosférico se curva hacia adentro o hacia afuera; el campo magnético sigue la misma forma espiral en las partes norte y sur de la heliosfera, pero con direcciones opuestas. Estos dos dominios magnéticos están separados por una lámina de corriente (una corriente eléctrica confinada a un plano curvo). Esta lámina de corriente heliosférica tiene una forma similar a la falda de una bailarina en espiral y cambia de forma a lo largo del ciclo solar, ya que el campo magnético del Sol se invierte aproximadamente cada 11 años.

El plasma en el medio interplanetario también es responsable de que la intensidad del campo magnético del Sol en la órbita de la Tierra sea más de 100 veces mayor de lo previsto inicialmente. Si el espacio fuera un vacío, el campo dipolar magnético del Sol —aproximadamente 10⁻⁴ ^teslas en la superficie del Sol— se reduciría con el inverso del cubo de la distancia a aproximadamente 10⁻¹¹ ^teslas . Pero las observaciones satelitales muestran que es aproximadamente 100 veces mayor, alrededor de 10⁻⁹ ^teslas . La teoría magnetohidrodinámica (MHD) predice que el movimiento de un fluido conductor (por ejemplo, el medio interplanetario) en un campo magnético induce corrientes eléctricas, que a su vez generan campos magnéticos; y, en este sentido, se comporta como una dinamo MHD .

El campo magnético interplanetario en la órbita terrestre varía con las ondas y otras perturbaciones del viento solar, conocidas como " clima espacial ". El campo es un vector, con componentes en las direcciones radial y azimutal, así como una componente perpendicular a la eclíptica. La intensidad del campo varía cerca de la Tierra de 1 a 37 nT, con un promedio de aproximadamente 6 nT. ^{[ 7 ]} Desde 1997, el campo magnético solar ha sido monitoreado en tiempo real por el satélite Advanced Composition Explorer (ACE), ubicado en una órbita de halo en el punto de Lagrange L1 Sol-Tierra; desde julio de 2016, ha sido monitoreado por el satélite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), también en el punto de Lagrange L1 Sol-Tierra (con el ACE sirviendo como medición de respaldo). ^{[ 8 ]}

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