Científicos informan de los primeros hallazgos sobre un problema clave de la astrofísica

En un artículo publicado recientemente por la revista Nature Physics, un equipo internacional de científicos espaciales liderado por investigadores de la Universidad New Hampshire presentaron sus conclusiones sobre la primera evidencia experimental que apunta en una nueva dirección hacia la solución del largo problema central del plasma en la astrofísica y la física espacial.

El misterio implica la aceleración de los electrones durante las explosiones magnéticas que tienen lugar, por ejemplo, en las llamaradas solares y “subtormentas” en la magnetosfera de la Tierra – la cubierta protectora el forma de cometa que rodea el planeta y donde tienen lugar las brillantes auroras.

Durante las llamaradas solares, los electrones acelerados se llevan casi un 50 por ciento del total de la energía liberada en la llamarada. Cómo tantos electrones son acelerados a tales energías durante estos eventos explosivos en nuestra zona local del universo no ha podido ser explicado.

La teoría principal sostiene que estos misteriosos electrones de movimiento rápido son principalmente acelerados en el lugar de las explosiones magnéticas – llamado la capa de reconexión – donde los campos magnéticos se aniquilan y la energía magnética se libera con rapidez. Sin embargo, la físico Li-Jen Chen del Centro de Ciencia Espacial del Instituto para el Estudio de la Tierra, Océanos y Espacio de la UNH descubrió que la aceleración más potente de los electrones tiene lugar en las regiones entre las capas de reconexión adyacentes, en estructuras llamadas islas magnéticas.

Cuando Chen analizó datos de 2001 de misión del satélite Cluster compuesta por cuatro naves, que han estado estudiando varios aspectos de la magnetosfera de la Tierra, encontró una serie de capas de reconexión e islas que se formaron debido a la reconexión magnética.

“Nuestra investigación demuestra por primera vez que los electrones energéticos se hallan más abundantemente en sitios de densidad comprimida dentro de las islas”, informa Chen.

Otra teoría reciente, publicada en la revista Nature, ha sugerido que las “islas magnéticas de contracción” proporcionan un mecanismo para la aceleración magnética. Aunque la teoría parece relevante, necesita mayor desarrollo y posteriores comprobaciones mediante simulaciones por ordenador y experimentos, de acuerdo con los autores de la UNH.

Hasta el descubrimiento de la UNH no teníamos pruebas que mostrasen ninguna asociación entre los electrones energéticos y las islas magnéticas. Esta carencia de datos se debe probablemente al hecho de que los encuentros entre las naves y los lugares activos de explosiones magnéticas eran raros y, si se producían, había una insuficiente resolución temporal en los datos para resolver las estructuras de las islas.

En el artículo de Nature Physics, titulado “Observation of energetic electrons within magnetic islands (Observaciones de electrones energéticos en islas magnéticas)”, la principal autora Chen informa de las primeras pruebas experimentales para la correspondencia uno a uno entre múltiples islas magnéticas y estallidos de electrones energéticos durante la reconexión en la magnetosfera de la Tierra.

“Nuestro estudio es un paso adelante importante para resolver el misterio de la aceleración de electrones durante la reconexión magnética e indica un camino claro para proseguir con progresos futuros”, dice Chen. Los colaboradores de la UNH en el artículo son Amitava Bhattacharjee, Pamela Puhl-Quinn, Hong-ang Yang, y Naoki Bessho.


Autor: David Sims
Fecha Original: 27 de noviembre de 2007
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