Las universidades de EE.UU. llevan mucho tiempo discutiendo sobre a quién pertenece el tambor más grande del mundo. Entre las reclamaciones infundadas del título se encuentran el «Purdue Big Bass Drum» y el «Big Bertha», que curiosamente recibió el nombre del cañón alemán de la Primera Guerra Mundial y que acabó siendo radiactivo durante el Proyecto Manhattan.

Por desgracia para los estadounidenses, sin embargo, el Libro Guinness de los Récords dice que un tambor tradicional coreano «CheonGo» ostenta el verdadero título. Tiene más de 5,5 metros de diámetro, unos seis metros de altura y pesa más de siete toneladas. Pero mis últimos resultados científicos, que acaban de publicarse en Nature Communications, han dejado atrás a todos los contendientes. Y es que el mayor tambor del mundo es en realidad varias decenas de veces mayor que nuestro planeta, y existe en el espacio.

Puede que pienses que esto es una tontería. Pero el campo magnético (magnetosfera) que rodea la Tierra, protegiéndonos al desviar el viento solar alrededor del planeta, es un gigantesco y complicado instrumento musical. Desde hace unos 50 años sabemos que las débiles ondas sonoras de tipo magnético pueden rebotar y resonar en este entorno, formando notas bien definidas exactamente igual que lo hacen los instrumentos de viento y de cuerda. Pero estas notas se forman a frecuencias decenas de miles de veces inferiores a las que podemos escuchar con nuestros oídos. Y este instrumento parecido a un tambor dentro de nuestra magnetosfera nos ha eludido durante mucho tiempo, hasta ahora.

Membrana magnética masiva

La característica clave de un tambor es su superficie, denominada técnicamente membrana (los tambores también se conocen como membranófonos). Al golpear esta superficie, las ondas pueden propagarse por ella y reflejarse en los bordes fijos. Las ondas originales y las reflejadas pueden interferir reforzándose o anulándose mutuamente. Esto da lugar a «patrones de ondas estacionarias», en los que determinados puntos parecen estar quietos mientras otros vibran de un lado a otro. Los patrones específicos y sus frecuencias asociadas están totalmente determinados por la forma de la superficie del tambor. De hecho, la pregunta «¿Se puede oír la forma de un tambor?» ha intrigado a los matemáticos desde los años 60 hasta hoy.

El límite exterior de la magnetosfera de la Tierra, conocido como magnetopausa, se comporta de forma muy parecida a una membrana elástica. Crece o se encoge dependiendo de la fuerza variable del viento solar, y estos cambios a menudo provocan ondulaciones u ondas superficiales que se extienden a través del límite. Aunque los científicos se han centrado a menudo en cómo estas ondas viajan por los lados de la magnetosfera, también deberían viajar hacia los polos magnéticos.

Los físicos a menudo toman problemas complicados y los simplifican considerablemente para obtener información. Este enfoque ayudó a los teóricos de hace 45 años a demostrar por primera vez que estas ondas superficiales podrían efectivamente reflejarse, haciendo que la magnetosfera vibrara como un tambor. Pero no estaba claro si eliminar algunas de las simplificaciones de la teoría podría impedir que el tambor fuera posible.

También resultó ser muy difícil encontrar evidencia observacional convincente para esta teoría a partir de los datos de los satélites. En la física espacial, a diferencia de lo que ocurre, por ejemplo, en la astronomía, solemos tratar con lo completamente invisible. No podemos simplemente tomar una foto de lo que ocurre en todas partes, tenemos que enviar satélites y medirlo. Pero eso significa que sólo sabemos lo que ocurre en los lugares donde hay satélites. El problema es a menudo si los satélites están en el lugar correcto en el momento adecuado para encontrar lo que se está buscando.

En los últimos años, mis colegas y yo hemos estado desarrollando aún más la teoría de este tambor magnético para darnos firmas comprobables para buscar en nuestros datos. Fuimos capaces de llegar a algunos criterios estrictos que pensamos que podrían proporcionar pruebas de estas oscilaciones. Básicamente significaba que necesitábamos al menos cuatro satélites seguidos cerca de la magnetopausa.

Por suerte, la misión THEMIS de la NASA nos dio no cuatro sino cinco satélites con los que jugar. Todo lo que teníamos que hacer era encontrar el evento impulsor adecuado, equivalente a la baqueta del tambor golpeando el tambor, y medir cómo se movía la superficie en respuesta y qué sonidos creaba. El evento en cuestión era un chorro de partículas de alta velocidad que chocaba impulsivamente contra la magnetopausa. Una vez que tuvimos eso, todo encajó casi a la perfección. Incluso hemos recreado cómo suena realmente el tambor (ver el vídeo de arriba).

Esta investigación demuestra realmente lo complicada que puede ser la ciencia en la realidad. Algo que parece relativamente sencillo nos ha llevado 45 años demostrarlo. Y este viaje está lejos de terminar, hay mucho más trabajo que hacer para averiguar la frecuencia con la que se producen estas vibraciones en forma de tambor (tanto aquí en la Tierra como potencialmente en otros planetas, también) y cuáles son sus consecuencias en nuestro entorno espacial.

Esto nos ayudará en última instancia a desentrañar qué tipo de ritmo produce la magnetosfera a lo largo del tiempo. Como antiguo DJ, no puedo esperar – me encanta un buen ritmo.