Rigidez geomagnética de corte

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La rigidez geomagnética de corte es una medida cuantitativa del blindaje ejercido por el campo magnético terrestre con respecto a la radiación cósmica. A la vez permite pronosticar el arribo de partículas cósmicas en un punto determinado de una magnetósfera.[1]

La rigidez magnética es la cantidad de movimiento, por unidad de carga, de una partícula que se mueve perpendicularmente a un campo magnético.[2]

En su trabajo de 1955 acerca de la aurora boreal[3], Carl Størmer halló que en un campo dipolar existe un cono de simetría axial orientado hacia el este, al que no pueden ingresar las partículas cargadas que tengan menos de un mínimo específico de cantidad de movimiento.

ConoDeStroemer.svg

Størmer también halló una solución particular que describe la rigidez nagnética de corte, aplicable al campo magnético terrestre.

R_c = [M cos^4 \lambda]/{r^2[1+ (1 - sin \epsilon\ sin \xi\ cos^3 \lambda)^{1/2}]^2}

Aquí, R_c es la rigidez geomagnética de corte (en MV), M es la magnitud del momento dipolar en G cm3, \lambda es la latitud medida desde el ecuador magnético, \epsilon es el ángulo medido desde la dirección cenital (donde la dirección cenital es radial desde la posición del centro del dipolo), \xi es el ángulo azimutal medido en el sentido del reloj a partir de la dirección del polo magnético norte y r es la distancia desde el centro del dipolo en centímetros[1].

Cuando en esta ecuación se normaliza la distancia en radios terrestres (a partir de la posición del dipolo) y si se desea obtener una rigidez de corte "vertical" (radial respecto del dipolo) en unidades de GV, el denominador de la expresión se reduce a un valor de 4 y - para el campo magnético del IGRF 2000 - la constante se evalúa en 14,5.

R_cv = ( 14,5 \times cos^4\lambda )/r^2

Herbst et al. mostraron que la distribución de la rigidez geomagnética de corte se asemeja notablemente a la diferencia entre las componentes horizontal y vertical del campo magnético terrestre, como medida de la geometría del mismo[4], definida como

\delta B = \sqrt{B_\theta^2 + B_\phi^2} - |B_r|

Aquí, B_\theta y B_\phi son las proyecciones del vector de intensidad de campo en colatitud y azimut respectivamente, mientras que B_r es su proyección radial (vertical). La raiz representa la magnitud de la componente horizontal del campo.

En su trabajo, Herbst et al. concluyeron que esta medida de la geometría del campo magnético terrestre refleja adecuadamente el comportamiento de la rigidez de corte incluso lejos de las regiones polares. Es más, sostienen que esta medida también refleja adecuadamente la evolución de la rigidez de corte a lo largo del tiempo. El trabajo concluye que - contrariamente a lo que se suponía hasta entonces - la geometría del campo magnético ejerce una influencia no despreciable sobre la rigidez de corte (vertical).

Estos resultados llevaron a Cordaro et al.[5] a estudiar exitosamente la tasa de variación de la rigidez geomagnética de corte vertical como medida de la variación secular del campo magnético terrestre, verificando su correlación espacial y temporal con importantes características geotectónicas del borde continental sudamericano.

Referencias[editar]

  1. a b Smart, D.F.; Shea, M.A. (2005). «A review of geomagnetic cutoff rigidities for earth-orbiting spacecraft» (PDF). Advances in Space Research (en inglés) (36): 2012–2020. Consultado el 31 de marzo de 2018. 
  2. «Rigidez magnética en el Diccionario de la RAIG». Real Academia de Ingeniería. Consultado el 31 de marzo de 2018. 
  3. Størmer, C. The Polar Aurora. Clarendon Press, Oxford, 1955.
  4. Herbst, K.; Kopp, A.; Heber, B. (2013). «Influence of the terrestrial magnetic field geometry on the cutoff rigidity of cosmic ray particles» (PDF). Ann. Geophys. (en inglés) (31): 1637–1643. Consultado el 7 de mayo de 2018. 
  5. Cordaro, Enrique G.; Venegas, Patricio; Laroze, David (2018). «Latitudinal variation rate of geomagnetic cutoff rigidity in the active Chilean convergent margin» (PDF). Ann. Geophys. (en inglés) (36): 275–285. Consultado el 7 de mayo de 2018.