Impactante receta para los “electrones asesinos”

Magnetosfera

Los choques interplanetarios pueden crear “electrones asesinos” en el entorno espacial cercano a la Tierra en 15 minutos desde que el choque alcanza la burbuja magnética protectora de la Tierra. El mecanismo subyacente para este proceso ha sido ahora revelado como resultado de una extraña configuración de satélites, que incluyen a Cluster, SOHO y Double Star.

Durante décadas hemos sabido que nuestro ambiente espacial cercano a la Tierra está íntimamente vinculado a la actividad solar. No obstante, los modelos de esta relación aún no son lo bastante precisos para predecir – en detalle – el impacto en la Tierra de violentas explosiones (conocidas como eyecciones de masa coronal) desde el Sol. En particular, ni siquiera es posible determinar dónde y qué extensión de región específica cercana a la Tierra podría ser dañina para una nave o perturbar las señales de satélites de navegación.

Esta situación está mejorando rápidamente. Gracias a la armada de naves científicas, vivimos en un periodo de oportunidades sin precedentes para observaciones in situ y remotas del Sol y del entorno espacial cercano a la Tierra. Un estudio reciente, liderado por Qiugang Zong de la Universidad de Pekin en China, y la Universidad de Massachusetts en Lowell, Estados Unidos, ha investigado la relación entre los impactos interplanetarios, disparados por las eyecciones de masa coronal, y los conocidos como “electrones asesinos”, y descubrieron el mecanismo subyacente.

Los “electrones asesinos” son partículas muy energéticas que quedan atrapadas en el cinturón de radiación exterior de la Tierra. Su nombre deriva del hecho de que, debido a su energía, pueden penetrar en el grueso escudo de los satélites y provocar microscópicas descargas eléctricas que dañan y a veces destruyen componentes electrónicos vitales de abordo.

Las teorías muestran que varios procesos físicos pueden acelerar los electrones a estas dañinas energías; los procesos predominantes son la interacción con ondas en la Frecuencia Muy Baja (3 a 30 kHz) o en el dominio de la Frecuencia Ultra Baja (entre 0,001 a 1 Hz). Hasta hace poco no ha quedado claro qué proceso es el que funciona de forma predominante en los cinturones de radiación de la Tierra tras el impacto de un choque interplanetario.

El 7 de noviembre de 2004, un potente choque interplanetario impactó con la magnetosfera, la burbuja magnética de la Tierra. La velocidad y orientación del frente de onda inducido por este choque se determinó usando medidas obtenidas por instrumentos a bordo de los satélites Cluster y Double Star, junto con otros satélites dispersos por la magnetosfera. A una altura geoestacionaria, la magnetosfera se extiende aproximadamente a 84 000 km. Por tanto, tener nueve satélites científicos (cuatro naves Cluster, dos naves Double Star, NOAA GOES-10 y GOES-12, y la nave Polar de la NASA) distribuidas a lo largo de esta gran área de espacio durante el impacto de un choque interplanetario hace que sea una rara configuración para el estudio.

“Aunque el flujo constante de partículas del viento solar se propaga a una velocidad media de 500 km/s, la velocidad de propagación del frente de onda era de más de 1200 km/s en la órbita geoestacionaria (36 000 km de altura) en comparación con los 660 km/s en la plasmasfera”, dice Qiugang Zong autor principal del artículo que describe este resultado.

Para este evento, la cantidad de electrones energéticos en el cinturón de radiación exterior empezó a aumentar casi inmediatamente después de la llegada del choque. Este sustancial aumento de los “electrones asesinos” se encontró que estaba causado por un proceso en dos pasos: La aceleración inicial debida a la compresión del potente campo magnético relacionado con el choque. Inmediatamente después del impacto del choque interplanetario, su paso a través de la magnetosfera disparó que las líneas magnéticas de la Tierra oscilaran en Frecuencias Ultra Bajas (ULF). A su vez, se encontró que estas ondas ULF aceleraban de manera efectiva los electrones, proporcionados por el primer paso, para convertirse en “electrones asesinos”.

“Tanto las ondas VLF como las ULF aceleran los electrones en los cinturones de radiación de la Tierra, pero con distintas escalas temporales. Las ondas ULF son mucho más rápidas que las VLF, debido a su mayor amplitud. Pueden explicar el corto intervalo de tiempo entre un impacto de choque y que los electrones se aceleren hasta energía dañinas”, dice Zong.

“Los datos procedentes de los cuatro satélites Cluster permitieron la identificación de las ondas ULF capaces de acelerar a los electrones”, dice Malcolm Dunlop, del Laboratorio Rutherford Appleton en Didcot (Reino Unido), y coautor de este estudio.

“La constelación Cluster también fue clave para estimar el tiempo necesario para que los electrones se convirtieran en “electrones asesinos”, ¡apenas después de 15 minutos!”, añade Zong.

“Estos nuevos hallazgos pueden ayudarnos a mejorar los modelos de predicción del entorno de radiación en el cual operan satélites y astronautas. Con la actividad solar aumentando, esperamos que ocurran más de tales impactos en nuestra magnetosfera en los próximos meses y años”, dice Philippe Escoubet, científico del proyecto Cluster en la Agencia Espacial Europea. “Afortunadamente”, añade, “incluso tras más de 10 años de funcionamiento, los satélites Cluster están en una excelente condición y pueden continuar cuantificando estos efectos”.


Fecha Original: 11 de marzo de 2010
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Comment (1)

  1. que bueno ya saber que produce los “electrones asesinos” asi podran posicionar a los satelites en mejores zonas de la tierra.

    luego esos observatorios no son famosos por que orbitan solo la tierra. pero vaya dan buenos resultados como estos.

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