16/Jul/07

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Entendiendo a los electrones asesinos en el espacio

Científicos de EEUU muestran cómo las interacciones entre las ondas electromagnéticas y los electrones son las responsables de acelerar partículas en los cinturones de radiación de Van Allen a tal punto que se convierte en "asesinos".

Científicos del Laboratorio Nacional Los Alamos, en los Estados Unidos, han demostrado concluyentemente cómo las ondas electromagnéticas aceleran electrones ordinarios en los cinturones de radiación fuera de la atmósfera terrestre, a un estado que se denomina "electrones asesinos", por tratarse de partículas que resultan peligrosas para los satélites, las naves espaciales y los propios astronautas.

Usando datos de algunos satélites, inclusive la nave Polar de la NASA, los científicos de Los Alamos han publicado un trabajo en el número de julio de la Revista Nature Physics, el cual muestra cómo las interacciones entre las ondas electromagnéticas y los electrones son responsables de acelerar partículas en los cinturones de radiación de Van Allen a tal punto que se convierte en "asesinos".

Los cinturones de radiación de Van Allen son regiones con la forma de la cámara inflada de un neumático de automóvil que envuelven a la Tierra y contienen electrones de alta energía e iones que son atrapados por el campo magnético terrestre. El trabajo cuyo nombre es "The Energization of Relativistic Electrons in the Outer Van Allen Radiation Belt," fue escrito por Yue Chen, Geoffrey D. Reeves, y Reiner H.W. Friedel de el Laboratorio de Ciencias Espaciales y Aplicaciones. "No somos las primeras personas en observar estos gradientes de densidad en el espacio, pero este nuevo trabajo resultó una prueba definitoria" dijo Reeves.

Los modelos actuales han propuesto varios efectos involucrando difusión, algo análogo a la manera como pilas de arena se esparcen cuando se sacude un tablero. Este trabajo provee el primer análisis de que la aceleración interna onda-partícula es el único mecanismo consistente con las observaciones de la mayoría de los eventos en estos abultamientos del cinturón de radiación (una oleada de electrones hasta 1000 veces más densa que cuando están en condiciones libres de tormenta).

"Los debates acerca de la fuente de la aceleración han permanecido por lo menos una década y este trabajo finalmente da los argumentos basados en observaciones. Los resultados serán muy útiles para futuros trabajos de investigación acerca de los cinturones de radiación" señaló Chen.

"El modelo de Los Alamos involucra mediciones de flujo de electrones, contando cuántos de ellos son captados por el detector del satélite, y convirtiendo las mediciones físicas a coordenadas magnéticas. Los resultados muestran picos localizados en intensidad que únicamente pueden ser el resultado de la aceleración de esos electrones por ondas electromagnéticas. Sabemos de la interacción entre las ondas electromagnéticas y las partículas, pero no exactamente el mecanismo. Es un gran adelanto, pero ciertamente no es el único para entender los cinturones de radiación" señaló Reeves.

El equipo de Los Alamos han obtenido datos del flujo diferencial de electrones del sensor de partículas energéticas de Los Alamos SOPA a bordo de los satélite de posicionamiento global GPS, del Los Alamos Synchronous Orbit Particle Analyzer (SOPA) a bordo de un satélite en órbita geosincrónica y el experimento Comprehensive Energetic Particle y Pitch Angle Distribution a bordo del satélite Polar de la NASA.

El siguiente paso en este campo será el lanzamiento de dos satélites, en 2012, por parte de la NASA, denominados Radiation Belt Store Probes, parte del programa "viviendo con una estrella", que cuantificará los procesos físicos que generan los cinturones de radiación y que causan que decaiga. Las observaciones de estas dos naves permitirán el desarrollo de modelos empíricos y basados en la física de los cinturones de radiación.

Fuente: CieloSur. Aportado por Eduardo J. Carletti