Plasmas polvosos, un nuevo concepto en la física espacial

Juan Carlos Villa Soto Ť Un plasma polvoso es un gas ionizado que, además de tener iones y electrones, tiene partículas de polvo cargadas eléctricamente. La doctora María Dolores Maravilla Meza, investigadora del departamento de Física Espacial del Instituto de Geofísica de la UNAM, nos dice en entrevista que su interés por los plasmas polvosos surgió cuando empezó a estudiar la dinámica de los anillos planetarios. ``El estudio del comportamiento dinámico del material que forma estos anillos adquirió mayor atención a raíz de que en las décadas de los años 70 y 80 se descubrió que no sólo Saturno tiene anillos, sino también Júpiter, Urano y Neptuno''.

La doctora Dolores Maravilla (n. DF, 1958) comentó que en los anillos planetarios existen rocas que son atraídas gravitacionalmente por los planetas, pero también polvo dominado por fuerzas electromagnéticas. El estudio de los plasmas polvosos se intensificó cuando se detectaron estructuras extrañas en el anillo F de Saturno, que está formado básicamente por partículas de polvo. Este polvo no sigue una trayectoria determinada alrededor del cuerpo planetario: a veces se va acumulando y forma hilos que se ondulan, que se trenzan o presentan un sinfín de estructuras que cambian constantemente, de tal manera que el anillo se ve como si fuera una estructura viva. Esto obedece, agregó, a la interacción de las partículas de polvo con el medio magnetosférico que está poblado básicamente de electrones y de iones de diferentes energías.

La especialista en física espacial dijo que la dinámica de los plasmas polvosos se puede estudiar también en el medio interplanetario, por ejemplo en la nube de polvo zodiacal que tiene su máxima densidad a la altura de la eclíptica (el plano donde se ubican los planetas y que coincide con el ecuador solar) y cuyas partículas interaccionan con las partículas energéticas del viento solar.

Por otro lado, comentó que a finales de los años 70 se detectó una gran concentración de partículas de polvo alrededor del Sol; ahora sabemos que cuando el Sol está en mínima actividad se forma este anillo de polvo, el cual se evapora cuando el Sol está en máximo solar. La doctora Maravilla, quien se ha interesado en estudiar la dinámica del polvo solar en las magnetósferas planetarias, señaló que cuando el cometa Shoemaker-levy se impactó sobre Júpiter dejó una gran escala de partículas de polvo a su paso por la magnetósfera joviana. Al modelar, con base en modelos previos, la dinámica de las partículas del polvo que habían quedado en la magnetósfera, encontré que este material polvoso puede formar un anillo alrededor de Júpiter, apuntó. Por otro lado, la entrevistada dijo que al estudiar las partículas de polvo eyectadas por los volcanes del satélite I0, uno de los satélites galileanos del sistema joviano y el cuerpo geológicamente más activo del sistema solar, observó que este polvo empieza a poblar parte de la magnetósfera joviana una vez que ha escapado de la gravedad del satélite.

Advirtió que, gracias a interacciones de tipo electromagnético y en menor medida a interacciones de tipo gravitacional, este polvo se redistribuye más o menos en la misma órbita que I0 describe alrededor de Júpiter, contribuyendo a la formación del anillo joviano. La investigadora aclaró que no hay una teoría acerca del origen de los anillos que unifique a los cuatro sistemas de anillos de los planetas gigantes, pues se ha encontrado que cada sistema de anillos es diferente, precisó. La doctora Dolores Maravilla dijo que el concepto de plasma polvoso es relativamente nuevo; nació en la física espacial y ahora está relacionado con una teoría sobre el origen de los sistemas estelares, que sugiere que como las partículas de polvo pueden adquirir una carga eléctrica positiva o negativa, entonces estas partículas se pueden atraer, acumular y generar cuerpos más grandes. Después de esto surgió otro tipo de procesos: interacciones gravitacionales, colapso de materia, etcétera. Por otro lado, la doctora Maravilla Meza comentó que el estudio de la dinámica de los plasmas polvosos ha adquirido una gran importancia en otras áreas, como las ciencias nucleares, en las que personas interesadas en el estudio de los plasmas para confinarlos, pretenden eliminar los contaminantes, que son precisamente partículas de ciertos materiales.

Estos estudios también permitirán profundizar en el conocimiento de la dinámica de los plasmas polvosos.