Publicado: 
14 de diciembre de 2015

El escape de los electrones destructivos

14 de diciembre de 2015:Advertencia: La Tierra está rodeada por electrones que pueden ser perturbadores para nuestra tecnología.

Electrones de alta energía habitan los cinturones de radiación de Van Allen en lo alto, por encima de la Tierra. A pesar de que estos electrones no representan problema alguno para los seres humanos, sobre la superficie de la Tierra, donde estamos protegidos por la atmósfera, se los ha culpado por muchas fallas que se han producido en las naves espaciales. Multitudes de electrones pueden penetrar y electrificar el revestimiento de los satélites y de los aparatos electrónicos sensibles de circuito corto. Por lo tanto, es una buena idea evitarlos.

Para hacerlo, sin embargo, hay que descubrir dónde están. Y eso es un problema porque estos electrones pueden llegar a ser muy escurridizos.

Los cinturones de Van Allen fueron descubiertos en el año 1958 y su hallazgo fue uno de los primeros logros científicos de la era espacial. Se sabe que durante las tormentas solares, los electrones de alta energía de los cinturones han desaparecido (para retornar apenas unas horas más tarde). Este extraño fenómeno fue avistado por primera vez en la década de 1960 y, desde entonces, ha perturbado a los científicos.

En el año 2012, la NASA lanzó las Sondas para Tormenta del Cinturón de Radiación (Radiation Belt Storm Probes, o RBSP, por su sigla en idioma inglés), las cuales desde entonces han recibido el nombre de Sondas Van Allen (Van Allen Probes, en idioma inglés). En vez de evitar los cinturones de radiación, estas naves espaciales fuertemente acorazadas vuelan regularmente hacia ellos. Su misión es descubrir qué es lo que hace que los cinturones sean tan peligrosos y, lo que es más, tan impredecibles.

Desde su lanzamiento, hace pocos años, las Sondas Van Allen han hecho muchos descubrimientos (como el de la existencia ocasional de un tercer cinturón de radiación, que no se conocía). El misterio de los electrones que desaparecen, no obstante, no ha sido resuelto por completo.

Una idea famosa entre los investigadores es que los electrones se precipitan hacia la parte superior de la atmósfera de la Tierra depositando así su energía muy alto en la superficie de nuestro planeta. ¿Pero cómo lo hacen? ¿Qué podría disparar una “lluvia” de electrones como esa?

Para responder esta pregunta, las Sondas Van Allen necesitaron ayuda, desde abajo.

Desde el año 2013, un equipo internacional de investigadores, dirigido por el físico Robyn Millan, de Dartmouth College, ha estado lanzando globos de investigación desde la Antártida; cada uno de ellos con una altura de más de 8 pisos. Estos enormes globos se desplazan a través de los vientos circumpolares alrededor del polo Sur, flotando a 40 kilómetros de altura mientras buscan signos de que los electrones están penetrando la atmósfera que está arriba.

El programa se llama “BARREL” (abreviatura de Balloon Array for Radiation-belt Relativistic Electron Losses, en idioma inglés, o Conjunto de Globos para Pérdidas de Electrones Relativistas del Cinturón de Radiación, en idioma español).

La lluvia de electrones, cuando ocurre, se revela mediante un brillo delator de rayos X. Estos rayos X son el sub-producto de los electrones que golpean a los átomos y las moléculas en la parte superior de la atmósfera. Los globos del programa BARREL están equipados con una carga útil de sensores para que puedan observar tales emisiones.

Ocasionalmente, los globos vuelan justo cuando las Sondas Van Allen pasan por encima de ellos. Tal conjunción es perfecta para esta investigación; las dos sondas pueden rastrear electrones desde arriba mientras que los globos lo hacen desde abajo.

Hubo dos de estas conjunciones el 3 y el 6 de enero de 2014; y los investigadores les sacaron provecho.

Trabajando en conjunto, las Sondas Van Allen y BARREL pudieron armar una vía de escape.

“Los electrones fueron gradualmente destruidos en el transcurso de varios días (en parte) por la interacción con el ‘silbido’ plasmaférico”, escribieron Millan y sus colegas en una carta publicada en la revista Nature (Naturaleza, en idioma español).

“Silbido plasmaférico” es una clase de radiación electromagnética u “ola de plasma” que puede dispersar electrones de alta energía hacia la Tierra. Observando hacia arriba desde la Antártida, BARREL pudo medir los electrones que perdían su energía en forma de rayos X relativamente inofensivos. El silbido plasmaférico fue observado simultáneamente por ambos satélites de las Sondas Van Allen.

Puede llegar a haber otras maneras para que los electrones escapen de los cinturones de Van Allen así que el misterio no está resuelto por completo. A medida que transcurrió el año 2015, el equipo del programa BARREL finalizó una tercera campaña de vuelos con globos sobre Suecia con el fin de buscar más pistas.


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Autor: Ferris Molina

Traducción al Español: Angela Atadía de Borghetti
Editora en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Angela Atadía de Borghetti