Un gigantesco y eficiente acelerador de partículas rodea la Tierra

Investigadores alemanes descubrieron que la magnetósfera de la Tierra funciona como un eficiente acelerador de partículas, un hallazgo que permitiría desentrañar procesos clave sobre el comportamiento del Sol.

Cuando se lanzaron los primeros satélites al espacio, los científicos advirtieron que las regiones de radiación de la Tierra son entornos hostiles cuya peligrosidad dificulta la realización de mediciones detalladas. Sin embargo, investigaciones recientes han permitido desentrañar sus misterios.

Según un estudio del Centro Alemán de Investigación de Geociencias GFZ publicado en la revista Nature Communications, los electrones ubicados en los cinturones de radiación, conocidos como cinturones de Van Allen, se pueden acelerar a velocidades muy altas.

En 2012, la NASA realizó mediciones de esta región, que incluyeron una gama completa de partículas que se mueven a diferentes velocidades y en diferentes direcciones. Además, analizó las ondas de plasma, que son invisibles al ojo humano.

Observaciones recientes revelaron que la energía de los electrones en los cinturones puede alcanzar las llamadas energías ultrarrelativistas. Estos electrones se mueven tan rápido que su energía de movimiento muy superior a la de reposo. Son tan rápidos que el flujo de tiempo se ralentiza significativamente para estas partículas.

Los expertos se sorprendieron al encontrar los electrones ultrarrelativistas y pensaron que energías tan altas solo se podían alcanzar mediante una combinación de dos procesos: el transporte hacia adentro de partículas desde las regiones externas de la magnetósfera, que las acelera; y una aceleración local de partículas por ondas de plasma.

El estudio alemán muestra que los electrones alcanzan estas energías a nivel local, en el corazón de los cinturones, al tomar toda esta energía de las ondas de plasma. Este proceso resulta sumamente eficaz.

El inesperado descubrimiento de cómo funciona la aceleración de partículas a energías ultrarrelativistas en el espacio cercano a la Tierra podría ayudar a los científicos a comprender los procesos fundamentales de aceleración en el Sol, planetas cercanos e incluso en los rincones distantes del universo donde las sondas espaciales no pueden llegar.

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