Las partículas cargadas que vienen del Sol hacia la Tierra interactúan con la geocorona, una vasta nube de átomos de hidrógeno que se extiende hacia el espacio desde la Tierra. La carga se transfiere a los átomos de hidrógeno y se emiten rayos X suaves. Crédito: Universidad Metropolitana de Tokio
Los modelos capturan cómo se observan los eventos de intercambio de carga del viento solar.
investigadores de Universidad Metropolitana de Tokio utilizó métodos numéricos para modelar las diferencias observadas en las señales de rayos X suaves detectadas por los satélites de rayos X. Analizaron los datos del telescopio Suzaku y los compararon con el modelado del viento solar interactuando con las partes superiores de nuestra atmósfera. Lograron capturar cómo la señal variaba con el movimiento orbital del satélite, con implicaciones sobre cómo hacer predicciones para futuros experimentos con satélites.
En la década de 1990, el telescopio de rayos X en órbita alemán ROSAT comenzó a detectar grandes diferencias en las señales en la parte de rayos X suaves del espectro que duraba aproximadamente un día. Estos eran similares a la corriente torrencial de rayos X suaves del cometa Hyakutake descubiertos más o menos al mismo tiempo. Se ha sugerido que se debieron al viento solar, el flujo de partículas cargadas provenientes del sol y cómo interactúan con los iones neutros en los tramos superiores de nuestra atmósfera, o geocorona. Observaciones más detalladas en la primera década del siglo XXI confirmaron espectros claros de estos eventos, conocidos como eventos de intercambio de carga de viento solar (SWCX), y el mecanismo en sí ha sido ampliamente aceptado.
Variaciones en el flujo de protones y fotones durante el evento de intercambio medido por Suzaku. Se encontró que el modelo (rojo) reproduce fielmente las diferencias observadas en el experimento. Crédito: Universidad Metropolitana de Tokio
Sin embargo, modelar cómo el viento solar da como resultado las mediciones tomadas por los telescopios en órbita ha resultado más difícil. Requiere capturar con éxito los eventos de viento solar, cómo las partículas cargadas interactúan con los átomos neutros y cómo esto afecta al sistema solar. magnetosferaSin mencionar cómo estos fenómenos se combinan para hacer que la señal observada por los satélites varíe a través del tiempo y el espacio.
Ahora, un equipo dirigido por el profesor asociado Yuichiro Izue de la Universidad Metropolitana de Tokio ha combinado con éxito estos aspectos para lograr un modelo que puede reproducir con éxito cómo varía la señal con el tiempo. El enfoque del equipo estaba en los datos de Suzaku, un satélite telescopio de rayos X lanzado en 2005 por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. A diferencia de los otros satélites, Suzaku se encuentra en una órbita baja, lo que le permite observar las protuberancias polares de la magnetosfera, donde el viento solar se desvía con fuerza. Lo más destacado del trabajo del equipo no es solo la amplia gama de eventos astrofísicos que pueden reconstruir, sino también cómo se pueden correlacionar con datos reales.
El modelo mostró una excelente coincidencia con los datos experimentales, reproduciendo la señal observada hasta en dos factores, lo que es un logro notable en el campo. Además, pudieron reproducir diferencias de señal particularmente fuertes cuando la línea de visión del satélite estaba alineada con las terrazas polares. Hubo algunas excepciones notables, como cuando se observó una gran tormenta geomagnética; Sin embargo, la reproducción exitosa de los cambios es muy prometedora para predecir el resultado de la próxima generación de observaciones de rayos X en el espacio.
Referencia: «Modelado de eventos de intercambio de carga de viento geosolar detectados con Suzaku» por Daiki Ishii, Kumi Ishikawa, Yoshizumi Miyoshi, Naoki Terada y Yuichiro Izue 12 de diciembre de 2022, disponible aquí. Publicaciones de la Sociedad Astronómica Japonesa.
DOI: 10.1093/pasj/psac095
Este trabajo fue apoyado por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia KAKENHI Grant Numbers 19J20910 y 21H04972.
