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Geofísica
Activación y Neutralización de Electrones Asesinos
Alrededor de la Tierra
17 de
Junio de 2009.
 Los
electrones, las partículas que portan la electricidad, pueden tanto
proteger como perturbar a su receptor de TV por satélite o a su
navegador GPS, debido a una "canción" que entonan mientras son lanzados
hacia la Tierra mediante una especie de honda magnética gigante.
 Menéame
Unos científicos han descubierto, usando la flota de satélites THEMIS de
la NASA, cómo las ondas de radio producidas por los electrones
inyectados en el espacio cercano a la Tierra generan y también eliminan
electrones "asesinos" de gran velocidad.
Los electrones asesinos nacen dentro de los cinturones naturales de
radiación de la Tierra, llamados Cinturones de Van Allen en honor a su
descubridor, James Van Allen. Si los Cinturones de Radiación de Van
Allen fueran visibles desde el espacio, se parecerían a dos rosquillas
en torno a la Tierra, una dentro de la otra, con nuestro planeta en el
medio de la más pequeña.
Los electrones asesinos se hallan principalmente en la rosquilla
exterior, que empieza aproximadamente a 13.000 kilómetros sobre el
ecuador y se adelgaza hasta alcanzar los 45.000 kilómetros de altitud.
Aunque ese cinturón exterior es más fuerte a una altura de entre 26.000
y 32.000 kilómetros, es muy inconstante, sobre todo durante las
tormentas solares, y una intensa población de electrones asesinos puede
surgir en cualquier parte del cinturón exterior.
Los electrones de gran velocidad constituyen una amenaza para los
satélites que se encuentran en el cinturón exterior o cerca de éste (los
que están en órbitas de nivel medio y en las superiores o
geosincrónicas), como los del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y
la mayoría de los satélites de comunicaciones. Se les llama electrones
asesinos porque son capaces de abrirse paso hasta la electrónica
sensible de una nave espacial y causar cortocircuitos.
Este descubrimiento es importante para entender los procesos físicos que
se producen en los cinturones de radiación, y posibilitar así que algún
día se logre predecir con todo detalle el estado de los cinturones de
radiación, permitiendo ello emprender las acciones necesarias a cada
momento para salvaguardar los satélites en estas regiones, o a los
astronautas que las atraviesen en su camino a la Luna o a otros destinos
del sistema solar.
Los electrones son partículas subatómicas que portan carga eléctrica
negativa, y que empleamos a diario en el flujo que conocemos como
electricidad y que recorre la instalación eléctrica de nuestra vivienda
y los aparatos conectados a ella. Los electrones también están presentes
en el espacio en un gas de partículas cargadas eléctricamente llamado
plasma, que es empujado de manera constante desde la superficie del Sol
en lo que conocemos como viento solar.
El viento solar puede tornarse particularmente denso y violento durante
las tormentas solares causadas por eventos explosivos en el Sol, como
son las eyecciones de masa coronal, erupciones de muchos millones de
toneladas de plasma solar moviéndose a velocidades de millones de
kilómetros por hora.
Cuando este plasma interactúa con el campo magnético de la Tierra, parte
del mismo es disparado hacia la Tierra. A medida que el plasma del
viento solar fluye por el campo magnético terrestre, estira este campo
en el lado del planeta donde es de noche, resultando ello en una larga
"cola" que, cuando se alarga demasiado, recupera su forma normal de modo
violento, encogiéndose con fuerza hacia la Tierra. El campo magnético
del lado nocturno de la Tierra actúa entonces como una honda,
propulsando a gran velocidad "gotas" de plasma hacia nosotros. Cuando
esto ocurre, los electrones en las gotas de plasma liberan "cantando" la
energía extra ganada con el disparo, generando un tipo discreto de onda
de radio organizada llamado "Chorus" ("Coro", en español) que suena como
trinos de aves cuando se escucha a través de un conversor de audio.
Ya se sabía que los electrones en el cinturón externo de radiación
pueden extraer energía de esas ondas Chorus para alcanzar una velocidad
cercana a la de la luz y convertirse en electrones asesinos. Los
resultados de la nueva investigación señalan que las ondas Chorus pueden
ser refractadas mediante plasma denso próximo a la Tierra y rebotar de
hemisferio a hemisferio dentro de los cinturones de radiación. Cuando
esto sucede, las ondas Chorus se vuelven desorganizadas y evolucionan
hacia otro tipo de onda de radio denominada "Hiss", según el equipo.
Las ondas Hiss, llamadas así por el sonido que hacen cuando son
convertidas a señales de audio a través de un altavoz, son de interés
para los meteorólogos que monitorizan los fenómenos cósmicos que afectan
a la Tierra, ya que estudios anteriores demostraron que esas ondas
pueden despejar de electrones asesinos el entorno desde bajas altitudes
del cinturón externo de radiación.
Las ondas Hiss desvían las partículas veloces hacia la franja alta de la
atmósfera terrestre, donde pierden energía y son absorbidas cuando
chocan con átomos y moléculas allí. A pesar de su importante papel, no
estaba claro cómo las ondas Hiss se generan.
Sin más datos, no resultaba obvio que estas dos clases de ondas están
relacionadas. Sin embargo, los investigadores consiguieron una
observación fortuita, gracias a que los satélites THEMIS estaban
posicionados del modo apropiado, que les permitió constatar dicha
relación.
Primero observaron ondas Chorus en el satélite THEMIS-E, y unos pocos
segundos después observaron ondas Hiss en el satélite THEMIS-D, a unos
20.000 kilómetros de distancia, con el mismo patrón de modulación que
las ondas Chorus que acababan de observar.
Según el equipo de investigación, es posible que otros mecanismos
también puedan contribuir a la generación de ondas Hiss. Los relámpagos
podrían ayudar, y las partículas de alta velocidad en los cinturones
podrían generar ondas Hiss con su propio movimiento. Sin embargo, es
sólo una cuestión de cuál de los mecanismos es el predominante, y cada
uno podría serlo en diferentes momentos y ubicaciones. Se necesita
investigar más para averiguarlo.
Información adicional en:
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