La NASA encuentra el inusual orígen de los electrones de alta energía.

 

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La Tierra está rodeada de una burbuja magnética gigante llamada magnetósfera. A medida que viajan por el espacio, un complejo sistema de partículas cargadas provenientes del Sol y estructuras magnéticas se apilan delante de ella. Los científicos desean entender mejor  esta área delante del arco de choque, conocida como foreshock (primer frente de choque),  ya que ella puede ayudar a explicar como la energía del resto del espacio hace su pasaje a través de esta frontera hacia la magnetósfera. Crédito: NASA/GSFC (Goddard Space Flight Center).

 

Alto sobre la superficie , el campo magnético de la Tierra deflecta constantemente partículas supersónicas provenientes del Sol. Estas partículas están distribuidas en las regiones inmediatamente afuera del campo magnético de la Tierra y algunas son reflejadas hacia una región turbulenta llamada foreshock. Nuevas observaciones de la misión THEMIS de la NASA (THEMIS es la abreviación en Inglés de “Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) muestran que esta región turbulenta puede acelerar a los electrones a velocidades que se aproximan a la de la luz. Estas partículas extremadamente rápidas han sido observadas en el espacio cercano a la Tierra y en muchos otros lugares en el Universo, pero los mecanismos que los aceleran no han sido entendidos concretamente.

Estos nuevos resultados proveen los primeros pasos hacia una respuesta, mientras a su vez plantean nuevas interrogantes. La investigación encuentra que los electrones pueden ser acelerados a velocidades extremadamente altas en una región próxima a la Tierra más lejana de ella de lo previamente supuesto posible, conduciendo a nuevas indagaciones acerca de qué es lo que causa la aceleración. Estos hallazgos pueden cambiar las teorías aceptadas sobre la manera en que los electrones pueden ser acelerados no solamente en shocks cerca de la Tierra sino también en todo el Universo. Comprendiendo mejor cómo las partículas son energizadas ayudará a los científicos e ingenieros a equipar debidamente a las naves espaciales y a los astronautas para enfrentar a estas partículas, que pueden causar un mal funcionamiento de los equipos y afectar a los viajeros espaciales.
“Esto afecta mucho a cualquier campo que trate con partículas de alta energía, desde el estudio de los rayos cósmicos a las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal, que tienen el potencial de dañar los satélites y afectar a los astronautas en una misión a Marte”, dijo Lynn Wilson, principal autor del estudio sobre estos resultados en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Los resultados, publicados en Physical Review Letters, el 14 de Nov. del 2016, describen cómo tales partículas pueden acelerarse en regiones específicas inmediatamente más allá  del campo magnético terrestre. Usualmente, un flujo de partículas hacia la Tierra primero encuentra una región frontera como el frente o arco de choque, que forma una barrera protectora entre el viento solar, el flujo continuo y variable de  partículas cargadas fluyendo desde el Sol, y la Tierra. El campo magnético en el arco de choque enlentece las partículas, causando que la mayoría sean deflectadas fuera de la Tierra, aunque algunas son reflejadas hacia atrá en dirección al Sol.  Estas partículas reflejadas forman una región de electrones e iones llamada foreshock .
Algunas de esas partículas en la región del primer frente de choque (foreshock) son altamente energéticas, electrones e iones moviéndose muy rapidamente. Historicamente los científicos habían pensado en una manera para que esas partículas alcanzaran esas altas energías y es rebotando de un lado a otro a través del arco de choque (bowshock) , ganando una pequeña cantidad de energía extra en cada colisión. Sin embargo, las nuevas observaciones sugieren que las partículas pueden ganar energía también a través de actividad electromagnética en la misma región de foreshock.

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