¿Qué es el tercer
anillo de radiación que rodeó la
Tierra ?
Los investigadores encuentran una
explicación al fenómeno que se formó en septiembre de 2012
Madrid. (Europa Press).-
Científicos espaciales de la
Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), en Estados
Unidos, han modelado con éxito y
explicado el comportamiento sin
precedentes de un inusual anillo de radiación en el espacio, que en septiembre
de 2012 rodeó la Tierra
durante un mes, mostrando que las partículas extremadamente energéticas que lo
componían, conocidas como electrones ultrarelativistas, son impulsadas por
procesos físicos muy diferentes de los típicamente observados en las partículas
de los cinturones de radiación descubiertos por Van Allen.
La región que ocupan los
cinturones, que van desde unos 1.000
a 50.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra , está llena de
electrones tan energéticos que se mueven cerca de la velocidad de la luz, según
revelan estos expertos en su artículo, publicado el domingo en Nature Physics.
Desde el descubrimiento de los
cinturones de radiación de Van Allen, en 1958, los científicos espaciales han
creído que estos cinturones que rodean la Tierra consisten en dos anillos en forma de
rosquilla de partículas altamente cargadas: un anillo interno de electrones de
alta energía e iones positivos energéticos y un anillo exterior de electrones
de alta energía.
El hallazgo de estos cinturones
de radiación de la Tierra
fue posible gracias al 'Explorer I', el primer satélite de Estados Unidos que
viajó al espacio. En febrero de este año, un equipo de científicos informó del
sorprendente descubrimiento de un tercer anillo de radiación desconocida, un
camino angosto que apareció brevemente entre los anillos interior y exterior en
septiembre de 2012 y se mantuvo durante un mes. Esta nueva investigación
detalla datos de este tercer cinturón.
"En el pasado, los
científicos pensaban que todos los electrones en los cinturones de radiación
alrededor de la Tierra
obedecieron a la misma física", explicó Yuri Shprits, geofísico
investigador del Departamento de Tierra y Ciencias del Espacio UCLA y director
del estudio.
"Estamos descubriendo
ahora que los cinturones de radiación consisten en diferentes poblaciones que
son impulsadas por muy diversos procesos", añadió. Los cinturones de
VanAllen pueden suponer un grave peligro para los satélites y las naves
espaciales, con peligros que van desde anomalías menores a la falta completa de
satélites críticos. Según Shprits, profesor asociado en el Instituto de Ciencia
y Tecnología de Skolkovo, en Rusia, señala que es fundamental comprender mejor
la radiación en el espacio para proteger a las personas y los equipos.
Los electrones
ultrarelativistas, que constituyeron el tercer anillo y están presentes tanto
en los cinturones exteriores como interiores, son especialmente peligrosos y
pueden penetrar a través de la protección de los satélites más protegidos y más
valiosos en el espacio, alertaron Shprits y Adam Kellerman, investigador
asociado en el grupo de Shprits. "Su velocidad está muy cerca de la
velocidad de la luz y la energía de su movimiento es varias veces mayor que la
energía contenida en la masa cuando están en reposo", subrayó Kellerman.
La distinción entre el
comportamiento de los electrones ultrarelativistas y los de energías más bajas
fue clave para este estudio. Shprits y su equipo encontraron que el 1 de
septiembre de 2012, las ondas de plasma producidas por iones que normalmente no
afectan a electrones energéticos sacó electrones ultrarelativistas casi hasta
el borde interior del cinturón exterior. "Sólo un estrecho anillo de
electrones ultrarelativistas sobrevivió a la tormenta. Este remanente formó el
tercer anillo", anunció.
Después de la tormenta, una
burbuja de plasma frío alrededor de la Tierra se expandió para proteger a las partículas
en el anillo estrecho de ondas de iones, permitiendo al anillo persistir.
El equipo de Shprits también
encontró que las pulsaciones electromagnéticas de muy baja frecuencia que se
creían que eran dominantes en la aceleración y la pérdida de electrones del
cinturón de radiación no influyeron en los electrones ultrarelativistas.
"Los cinturones de
radiación de Van Allen ya no pueden ser considerados como una masa coherente de
electrones. Se comportan de acuerdo con sus energías y reaccionan de diversas
maneras a las perturbaciones en el espacio", argumentó Shprits, quien fue
honrado por el presidente norteamericano Barack Obama el pasado julio con un
Premio Presidencial a la
Carrera Temprana para Científicos e Ingenieros.
"Las partículas
ultrarelativistas se mueven muy rápido no pueden estar en la frecuencia
correcta con olas cuando están cerca del plano ecuatorial", dijo Ksenia
Orlova, investigador postdoctoral en el grupo de Shprits en UCLA, financiado
por la beca Jack Eddy de la
NASA.
"Esta es la razón
principal por la que la aceleración y la dispersión en la atmósfera de electrones
ultra- relativistas por estas ondas es menos eficiente", destacó.
"Este estudio muestra que las poblaciones de partículas existentes en el
espacio completamente diferentes que cambian en distintas escalas de tiempo son
impulsadas por diferentes físicas y muestran estructuras espaciales muy
diversas", resumió Shprits.
El equipo realizó simulaciones
con un modelo de los cinturones de radiación de la Tierra para el periodo
comprendido entre finales de agosto de 2012 hasta principios de octubre de
2012. Se hicieron utilizando la física de electrones ultrarelativistas y las
condiciones meteorológicas espaciales controladas por estaciones terrestres,
acompañadas de las observaciones de la misión Van Allen de sondas de la NASA , lo que confirma la
teoría del equipo sobre el nuevo anillo.
"Hay una concordancia
notable entre nuestro modelo y las observaciones, tanto que abarca una amplia
variedad de energías", dijo Dmitriy Subbotin, estudiante graduado de UCLA
y actual personal investigador asociado.
"Creo que, con este
estudio, hemos descubierto la punta del iceberg -agregó Shprits-. Todavía
tenemos que comprender cómo se aceleran los electrones, dónde se originan y
cómo la dinámica de los cinturones es diferente para tormentas distintas".
Leer más: http://www.lavanguardia.com/ciencia/20130924/54389943887/tercer-anillo-radiacion-tierra.html#ixzz2fqMVoUod
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