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…Y la Tierra se ajustó el cinturón (de radiación)

Este vídeo del Centro Goddard de la NASA explica el descubrimiento del tercer cinturón transitorio por las sondas Van Allen. NASA


 

Un estudio explica cómo en septiembre de 2012 se añadió un tercer anillo de partículas a los dos que ya existen alrededor de la Tierra debido a su campo magnético

Haciendo un chiste fácil, podría decirse que la Tierra responde a la crisis apretándose aún más el cinturón. Pero por suerte o por desgracia, los fenómenos naturales son inmunes a los vaivenes de la economía. Y después de que el pasado año una pareja de sondas de la NASA detectara un nuevo e inusual cinturón de radiación alrededor de la Tierra, ha sido necesario el trabajo de un equipo de científicos durante meses para explicarlo de forma plausible.

En 1958, los primeros satélites enviados al espacio por EEUU confirmaron una teoría que circulaba entre los científicos: el campo magnético de la Tierra atrapa partículas energéticas cargadas, procedentes sobre todo del viento solar, que quedan enjauladas recorriendo circuitos en forma de C entre ambos polos magnéticos, y desplazándose también lateralmente siguiendo los paralelos terrestres. El resultado es un cinturón de partículas con forma de rosquilla con la Tierra en su centro. O más exactamente, dos rosquillas, una más externa situada a entre 13.000 y 60.000 kilómetros de la Tierra, y otra interna encerrada en su interior a una distancia de entre 1.000 y 6.000 kilómetros. El motivo de que existan dos es la diferente distribución de las partículas: ambos contienen electrones energéticos, mientras que los protones solo se encuentran en el anillo interno.

Estos cinturones, denominados de Van Allen en honor a su descubridor, son invisibles, pero no así algunos de los fenómenos que favorecen, como las auroras polares. Tampoco son completamente inocuos; pueden dañar gravemente los equipos electrónicos, y por ello los satélites que transitan por esas regiones deben llevar un blindaje protector. Los cinturones incluso fueron el objetivo de una operación secreta del ejército de EEUU durante la Guerra Fría llamada Argus, destinada a aumentar el poder destructivo de la radiación atrapada para emplearlo contra los satélites y misiles de la Unión Soviética.

En agosto de 2012, la NASA lanzó al espacio la misión Van Allen, compuesta por dos sondas gemelas que estudian los cinturones de radiación. La pareja de satélites ya ha revelado datos tan sorprendentes que la investigadora de la misión Nicky Fox tuvo que reconocer: “Pensábamos que conocíamos los cinturones de radiación, pero no es así”.

 



La última sorpresa llegó el 28 de febrero de este año, cuando los científicos de la NASA publicaron en la revista Science el descubrimiento de un estrecho tercer cinturón entre los dos ya conocidos. Este nuevo anillo fue detectado por las sondas durante cuatro semanas en septiembre de 2012, hasta que una potente ráfaga de viento solar lo volatilizó.

Un equipo de científicos de EEUU, Rusia y Corea del Sur ha logrado ahora explicar el origen de este tercer cinturón, integrado por una forma diferente de partículas llamadas electrones ultrarrelativísticos. “Su velocidad es muy próxima a la de la luz, y la energía de su movimiento es varias veces superior a la energía contenida en su masa cuando están en reposo”, explica Adam Kellerman, coautor del estudio publicado en Nature Physics. Por su alta energía y velocidad, estos electrones pueden ser especialmente dañinos para los equipos electrónicos de los satélites, ya que atraviesan los blindajes.

Utilizando un modelo informático de los cinturones de Van Allen, los investigadores incorporaron los registros de la climatología espacial entre finales de agosto y principios de octubre de 2012. La hipótesis de los electrones ultrarrelativísticos encajó a la perfección con los datos recogidos por las sondas Van Allen. “Tenemos una notable coincidencia entre nuestro modelo y las observaciones”, concluye otro de los coautores del estudio, Dmitriy Subbotin.

El estudio descubre el mecanismo por el que se formó el tercer anillo transitorio: el 1 de septiembre de 2012, una tormenta magnética lanzó electrones ultrarrelativísticos del cinturón exterior hasta su borde interno y una porción de ellos quedó formando el nuevo cinturón, que persistió hasta que una fuerte embestida de viento solar acabó con él.

Los resultados han roto la comprensión previa de los cinturones. El director del estudio, Yuri Shprits, lo resume así: “Antes los científicos pensaban que todos los electrones de los cinturones de radiación de la Tierra obedecían a los mismos procesos físicos, pero ahora estamos comprobando que los cinturones consisten en diferentes poblaciones gobernadas por procesos físicos muy diferentes”. “Ya no pueden considerarse una única y consistente masa de electrones”, añade, y concluye: “Creo que con este estudio hemos descubierto la punta del iceberg. Aún necesitamos entender cómo se aceleran estos electrones, dónde se originan y cómo reaccionan los cinturones ante distintos tipos de tormentas”.
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