Ciencia Kanija

Zanjando un debate científico que ha durado largo tiempo, científicos de Los Álamos han demostrado de forma concluyente cómo las ondas electromagnéticas aceleran los electrones comunes en los cinturones de radiación en el exterior de la atmósfera de la Tierra a un estado en el que se convierten en “electrones asesinos”, partículas que son peligrosas para satélites, naves y astronautas.

Usando datos de varios satélites, incluyendo la nave Polar de la NASA, los científicos de Los Álamos publicaron en el número de julio de Nature Physics un artículo que demuestra cómo las interacciones entre las ondas electromagnéticas y los electrones son las responsables de la aceleración partículas en los cinturones de radiación de Van Allen hasta el punto de convertirlas en “asesinas”.

Los cinturones de Van Allen son regiones en forma de rosquilla que rodean la Tierra y que contienen electrones de alta energía e iones atrapados por el campo magnético de la Tierra.

El artículo, “The Energization of Relativistic Electrons in the Outer Van Allen Radiation Belt” (La energización de los electrones relativistas en el cinturón de radiación de Van Allen exterior), fue escrito por Yue Chen, Geoffrey D. Reeves, y Reiner H.W. Friedel del grupo del Laboratorio de Ciencia Espacial y Aplicaciones. “No somos los primeros en mirar estos gradientes de densidad espaciales, sino que el logro principal fue conseguir una prueba definitiva”, dijo Reeves.

Los modelos en competición habían propuesto varios efectos que involucraban la difusión, aproximadamente de la misma forma a como los montones de arena se esparcen sobre una tabla en movimiento. El artículo del equipo de Los Álamos proporciona el primer análisis de que la aceleración interna onda-partícula es el único mecanismo consistente con las observaciones para la mayoría de los eventos de aumento del cinturón de radiación (una oleada de electrones mil veces más densos de lo que están en condiciones sin tormenta).

“Los debates sobre el origen de la aceleración se ha prolongado durante casi una década, y este artículo finalmente fijó el argumento basado en las observaciones. El resultado debería ser muy útil para posteriores trabajos de investigación del cinturón de radiación”, dijo Chen.

El modelo de Los Álamos involucró medidas de los flujos de los electrones, contando cuántos golpeaban cada segundo un detector colocado en un satélite, y convirtiendo las medidas físicas a coordenadas magnéticas. El resultado mostró picos localizados en intensidad que sólo podrían ser causados por la aceleración de aquellos electrones por ondas electromagnéticas. “Sabemos que hay algún tipo de interacción entre las ondas electromagnéticas y las partículas, pero no el mecanismo exacto. Por tanto este es un gran paso, pero ciertamente no en único para comprender los cinturones de radiación”, dijo Reeves.

Los equipos de Los Álamos obtuvieron los datos del flujo de electrones diferencia a partir del sensor de partículas energéticas de Los Álamos (un dosímetro detector de ráfagas) a bordo de un satélite de Sistema Global de Posicionamiento (GPS), el Analizados de Partículas Orbital Síncrono de Los Álamos (SOPA) a bordo de un satélite de órbita geosíncrona, y el experimento de Distribución de Lanzamiento y Partículas Energéticas Exhaustivo a bordo del satélite Polar de la NASA.

El siguiente gran avance en este campo será el lanzamiento planeado para 2012 de dos sondas de Tormenta de Cinturón de Radiación de la NASA, como parte del programa “Viviendo con una estrella” de la agencia para cuantificar el proceso físico que genera los cinturones de radiación y les provoca que decaiga. Las observaciones desde las dos naves permitirán el desarrollo de modelos empíricos y físicos para los cinturones de radiación. Los modelos empíricos se usarán por los ingenieros para diseñar naves resistentes a la radiación, mientras que los modelos físicos se usarán por los pronosticadores del clima espacial para predecir tormentas geomagnéticas y alertar tanto a astronautas como a los operadores de la nave sobre potenciales peligros.

El artículo está disponible en línea en http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys655.html.

Esta entrada fue escrita el Miércoles, 11 de julio de 2007 a las 12:50 pm y archivada en Astronomía, Fí­sica. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.