Las “lluvias de electrones” ultrarrápidas golpean a la Tierra mucho más de lo que pensábamos

Física

El clima de mañana puede estar nublado con posibilidad de electrones, gracias a un fenómeno recientemente detectado en el escudo magnético de la Tierra. Descrito como una “precipitación de electrones” inesperada y ultrarrápida, el fenómeno ocurre cuando las ondas de energía electromagnética pulsan a través de la magnetosfera de la Tierra, el campo magnético generado por la agitación del núcleo de la Tierra, que rodea nuestro planeta y lo protege de la radiación solar mortal. Estos electrones luego se desbordan de la magnetosfera y caen en picado hacia la Tierra.

Las lluvias torrenciales de electrones tienen más probabilidades de ocurrir durante las tormentas solares y pueden contribuir a la aurora boreal, según una investigación publicada el 25 de marzo en la revista Nature Communications. Sin embargo, agregaron los investigadores, las lluvias de electrones también pueden representar una amenaza para los astronautas y las naves espaciales en formas que los modelos de radiación espacial actualmente no tienen en cuenta.

“Aunque comúnmente se piensa que el espacio está separado de nuestra atmósfera superior, los dos están inextricablemente vinculados”, dijo en un comunicado el coautor del estudio Vassilis Angelopoulos, profesor de física espacial en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). “Comprender cómo están vinculados puede beneficiar a los satélites y astronautas que pasan por la región”.

Los científicos saben desde hace décadas que las partículas energéticas llueven periódicamente sobre nuestro planeta en pequeñas cantidades. Estas partículas se originan en el sol y navegan a través de la brecha de 150 millones de kilómetros hasta la Tierra gracias al viento solar.

La magnetosfera de nuestro planeta atrapa muchas de estas partículas en uno de los dos cinturones de radiación gigantes en forma de rosquilla conocidos como los cinturones de Van Allen. Ocasionalmente, las ondas generadas dentro de estos cinturones hacen que los electrones se aceleren y caigan en la atmósfera de la Tierra.

El nuevo estudio muestra que las lluvias de electrones pueden ocurrir con mucha más frecuencia de lo que se creía posible en investigaciones anteriores. En su nueva investigación, los autores del estudio analizaron las lluvias de electrones en los cinturones de Van Allen utilizando datos de dos satélites: la nave espacial Electron Losses and Fields Investigation (ELFIN), un satélite del tamaño de una hogaza de pan que orbita bajo en la atmósfera terrestre; y la nave espacial Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS), que orbita la Tierra más allá de los cinturones de Van Allen.

Al monitorear los flujos de electrones en los cinturones de Van Allen desde arriba y desde abajo, el equipo pudo detectar eventos de lluvia de electrones con gran detalle. Los datos de THEMIS mostraron que estas lluvias de electrones fueron causadas por ondas de silbido, un tipo de onda de radio de baja frecuencia que se origina durante los rayos y luego surge a través de la magnetosfera de la Tierra.

Estas ondas energéticas pueden acelerar los electrones en los cinturones de Van Allen, haciendo que se desborden y caigan sobre la atmósfera inferior, encontraron los investigadores. Además, los datos del satélite ELFIN mostraron que estas lluvias pueden ocurrir con mucha más frecuencia de lo que sugería la investigación anterior, y pueden volverse especialmente frecuentes durante las tormentas solares.

Los modelos actuales del clima espacial tienen en cuenta algunas fuentes de precipitación de electrones en la atmósfera de la Tierra (como los impactos del viento solar, por ejemplo). Sin embargo, no tienen en cuenta las lluvias de electrones inducidas por ondas silbadoras, según los investigadores. Las partículas cargadas de alta energía pueden dañar los satélites y representar un peligro para los astronautas atrapados en su camino. Al comprender mejor esta fuente de lluvia de electrones, los científicos pueden actualizar sus modelos para proteger mejor a las personas y las máquinas que pasan su tiempo en lo alto de nuestro planeta, dijeron los autores del nuevo estudio.

Fuente: Live Science.

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