Resumen (04 de enero de 2006): La misión Cluster de la ESA ha revelado un nuevo mecanismo de creación de “electrones asesinos” –electrones altamente energéticos que causan daños en satélites y ponen en peligro la vida de los astronautas.






Basado en una publicación de ESA

Créditos: ESA " width="200"> Impresión artística de la astronave Cluster de la ESA. Créditos: ESA

La misión Cluster de la ESA ha revelado un nuevo mecanismo de creación de “electrones asesinos” –electrones altamente energéticos que causan daños en satélites y ponen en peligro la vida de los astronautas.

Durante los últimos cinco años, una serie de descubrimientos de la misión Cluster ha incrementado nuestro conocimiento acerca de cómo, dónde y bajo qué condiciones se originan estos electrones asesinos en la magnetosfera terrestre.

Anteriores mediciones realizadas por satélites en los años cincuenta revelaron la existencia de dos anillos permanentes de partículas energéticas alrededor de la Tierra.

Habitualmente llamados los “cinturones radiactivos de Van Allen”, están llenos de partículas atrapadas por el campo magnético terrestre. Las observaciones demostraron que el cinturón interior contiene una bastante estable población de protones, mientras que el anillo exterior está compuesto principalmente por electrones en cantidades más variables.

Algunos de los electrones del cinturón exterior pueden ser acelerados a elevadas energías, y son estos “electrones asesinos” los que pueden penetrar la gruesa protección de los satélites y dañar sus sensibles componentes electónicos. Este entorno de intensa radiación también constituye una amenaza para los astronautas.

Durante mucho tiempo los científicos han intentado explicar por qué varía tanto el número de partículas cargadas en el interior de los cinturones. Nuestro mayor avance llegó cuando dos inusuales tormentas espaciales acaecieron casi de forma consecutiva en Octubre y Noviembre de 2003.

Durante las tormentas, parte del cinturón radiactivo de Van Allen se vació de electrones que luego se reagruparon mucho más cerca de la Tierra en una región considerada normalmente segura para los satélites.

Cuando los cinturones radiactivos se reagruparon no aumentaron según la largamente aceptada teoría de aceleración de partículas llamada “difusión radial”. La teoría de la difusión radial considera las líneas del campo magnético como si fuesen cintas elásticas.

Si las cintas son arrancadas, entonces vibran. Si vibran a la misma frecuencia que las partículas que vagan alrededor de la Tierra, entonces las partículas pueden atravesar el campo magnético y acelerarse. Este proceso se denomina “actividad solar”.

En cambio, un equipo de científicos americanos y europeos dirigido por el doctor Richard Horne de la British Antarctic Survey, Oxfor, UK, utilizó datos de Cluster y receptores terrestres de la Antártida para mostrar que ondas de muy baja frecuencia pueden causar la aceleración e intensificar los cinturones.

Estas ondas, llamadas “chorus”, son emisiones electromagnéticas naturales en rangos de radiofrecuencia. Constan de elementos discretos de corta duración (menos de un segundo) que pueden sonar como los coros de aves que gorjean al amanecer. Estas ondas se hallan entre las más intensas de la magnetosfera exterior.

El número de “electrones asesinos” puede incrementarse por un factor de mil durante el clímax de una tormenta magnética y en los días siguientes. La actividad solar intensa también puede impeler al cinturón exterior mucho más cerca de la Tierra y, por lo tanto, exponer a los satélites de altitudes bajas a un entorno mucho más duro de aquel para el que fueron diseñados.

Créditos: ESA " width="200"> La magnetosfera –una burbuja protectora natural. Créditos: ESA

La teoría de la difusión radial aún es válida bajo ciertas condiciones geofísicas. Antes de este descubrimiento, algunos científicos pensaban que las emisiones de “chorus” no eran lo bastante eficientes para explicar el reagrupamiento del cinturón radiactivo exterior. Lo que ha demostrado Cluster es que bajo ciertas condiciones geofísicas muy perturbadas, las emisiones de “chorus” son suficientes.

Gracias a la singular capacidad de mediciones multipunto de Cluster, se han estimado pro primera vez las dimensiones características de estos hontanares de “chorus”.

Se ha hallado que las dimensiones típicas de estas regiones en que se originan los “chorus” son de unos pocos cientos de kilómetros en dirección perpendicular al campo magnético terrestre y unos pocos de miles en dirección paralela.

Sin embargo, las dimensiones encontradas hasta ahora se basan en monografías. “Bajo condiciones magnetosféricas perturbadas, los hontanares de “chorus” forman largos y estrechos objetos en forma de espagueti. La cuestión que se plantea ahora es si estas muy bajas escalas perpendiculares constituyen un propiedad general del mecanismo del “chorus” o sólo un caso especial de las observaciones analizadas, dijo Ondrej Santolík, de la Universidad Charles, en Praga, República Checa, y autor principal de esta conclusión.

Debido a nuestra creciente dependencia de las tecnologías basadas en el espacio y en las comunicaciones, el conocimiento de cómo, en dónde y bajo qué condiciones se crean estos electrones asesinos, especialmente durante los períodos de tormentas magnéticas, se revela de crucial importancia.