Tendencias21
Un enorme acelerador de partículas rodea la Tierra

Un enorme acelerador de partículas rodea la Tierra

La magnetósfera de la Tierra funciona como un gigantesco acelerador de partículas rodeando nuestro planeta. Presenta electrones en los cinturones de radiación que pueden acelerarse a velocidades muy elevadas.

Una investigación desarrollada por científicos del GFZ German Research Centre for Geosciences ha concluido que el campo magnético de la Tierra es un potente y eficaz acelerador de partículas en el espacio. Descubrieron que las regiones de radiación de partículas de alta energía poseen electrones que pueden acelerarse a velocidades increíbles, acercándose a las denominadas energías ultrarelativistas.

Se sabe que la magnetósfera atrapa partículas de alta energía, pero concretamente en el período de lanzamiento de los primeros satélites, hace sesenta años, se encontraron las zonas de radiación de partículas de alta energía, denominadas cinturones de Van Allen. Su nombre se debe a que fue el equipo de científicos dirigidos por James Van Allen quienes las hallaron.

Según una nota de prensa, estos cinturones escondían un secreto que ahora ha salido a la luz. En líneas generales, toda la magnetófera trabaja como un gigantesco acelerador de partículas de máxima eficacia, gracias a que los electrones de los cinturones de radiación o cinturones de Van Allen alcanzan grandes velocidades a nivel local. El acelerador impulsa a los electrones a las llamadas energías ultrarelativistas.

Los electrones, que alcanzan temperaturas superiores a los 100 mil millones de grados Fahrenheit, logran tal dinamismo que su energía de movimiento es muy superior a su energía de reposo, en función de la fórmula E = mc2 de Einstein. Al ser tan veloces, estas partículas experimentan una fuerte ralentización del flujo de tiempo. Debido a estas características se indica que alcanzan las energías ultrarelativistas.

El papel de los cinturones de Van Allen y las ondas de plasma

Precisamente con el propósito de hallar respuestas sobre el origen de los cinturones de Van Allen, la NASA realizó en 2012 una misión a cargo de la nave espacial gemela Van Allen Probes. Atravesaron esa compleja zona con el propósito de efectuar todo tipo de mediciones, encontrando una extensa gama de partículas que se mueven en múltiples direcciones y velocidades.

Además, encontraron ondas de plasma. Las mismas pueden compararse a las ondas del campo electromagnético, pero con una complejidad mucho mayor. En ellas se encuentra un conjunto integrado de partículas y campos que se propagan de manera repetitiva y en forma periódica. Pueden incluir electrones, iones positivos, iones múltiples, iones negativos y partículas neutras.

Aunque estas características halladas en los cinturones de Van Allen ya los convertían en un área significativa de estudio, la investigación de GFZ y el descubrimiento de los electrones ultrarelativistas ha sido una verdadera sorpresa para los científicos. Es que para hacer realidad este fenómeno es necesario combinar dos procesos de gran complejidad.

Por un lado, es imprescindible el traslado de partículas desde el interior hacia el exterior de la magnetósfera para generar la aceleración. Al mismo tiempo, se debe registrar una aceleración local de partículas por intermedio de ondas de plasma. Como todos los elementos y las circunstancias están presentes, el fenómeno se concreta con gran eficacia.

Un descubrimiento significativo

Además, el estudio alemán confirma que el acelerador de partículas que rodea la Tierra es tan eficiente porque los electrones alcanzan energías extremas a nivel local, en el mismo corazón de los cinturones de Van Allen. Esto se debe a que toman toda esta energía de las ondas de plasma.

De acuerdo a los expertos, conocer el funcionamiento de la aceleración de partículas a energías ultrarelativistas en el espacio contiguo a la Tierra puede ser de gran importancia para entender los procesos fundamentales de aceleración en el Sol, en otros planetas del Sistema Solar o incluso en astros de galaxias lejanas.

Referencia

Local heating of radiation belt electrons to ultra-relativistic energies. Hayley Allison, Yuri Shprits. Nature Communications (2020).DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-020-18053-z

Ilustración de portada: Yuri Shprits / NASA.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

1 comentario

  • me pareció súper interesante , además estuve leyendo el otro tema y yo no sabia que hasta los gusanos tienes emociones y supe un poco mas de este.

RSS Lo último de Tendencias21

  • La acidez cerebral podría estar relacionada con múltiples trastornos neurológicos 11 abril, 2024
    Un estudio en animales a gran escala vincula los cambios en el pH del cerebro con problemas cognitivos de amplio alcance, ligados a patologías como el autismo o el Alzheimer, entre otras. Los científicos creen que los problemas metabólicos en el cerebro podrían estar directamente relacionados con una variedad de trastornos neuropsiquiátricos y neurodegenerativos.
    Pablo Javier Piacente
  • Cultivan organoides cerebrales con conexiones neuronales similares a las de un cerebro real 11 abril, 2024
    Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una técnica para conectar tejidos cultivados en laboratorio que imitan al cerebro humano de una manera que se asemeja a los circuitos neuronales del cerebro real. El "sistema" de mini cerebros interconectados podría revolucionar nuestra comprensión de las funciones cerebrales.
    Pablo Javier Piacente
  • Los Estados se exponen a condenas judiciales por inacción climática 11 abril, 2024
    Suiza es el primer Estado condenado judicialmente por no resolver el desafío climático y violar los derechos humanos de las personas mayores. Hace un año, 16 niños y jóvenes obtuvieron una sentencia condenatoria contra el Estado de Montana por destruir con sus leyes el medioambiente. Cualquier Estado puede ser denunciado si no preserva el ambiente en […]
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Detectan extraños pulsos de radio procedentes de un magnetar que desconciertan a los científicos 10 abril, 2024
    Los astrónomos han detectado señales de radio inusuales procedentes de XTE J1810-197, un radiomagnetar o estrella de neutrones ultramagnética situada a 8.100 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Sagitario. Los resultados son inesperados y sin precedentes: a diferencia de las señales de radio que se han detectado en otros magnetares, […]
    Pablo Javier Piacente
  • La IA podría ser el límite para todas las civilizaciones avanzadas en el Universo 10 abril, 2024
    Un nuevo estudio sugiere que el desarrollo de la Inteligencia Artificial (IA) hacia una Superinteligencia Artificial (ASI) podría explicar por qué no hemos detectado aún otras civilizaciones avanzadas en el cosmos, a pesar de la alta probabilidad de su existencia: en vez de supernovas, plagas, guerras nucleares o eventos climáticos extremos que hayan sido un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Higgs ha podido dejar abierta la puerta a la Nueva Física 10 abril, 2024
    La muerte de Peter Higgs, que pasará a la historia como el descubridor del bosón que explica cómo se forma la materia, deja un legado en la historia de la física que todavía puede aportar algo más trascendente: la prueba definitiva de una Nueva Física más allá del Modelo Estándar.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren neuronas "zombis" en el cerebro, que serían claves en el proceso de aprendizaje 9 abril, 2024
    Las neuronas "zombis" son unidades vivas pero funcionalmente alteradas, que parecen "dormidas" en determinadas situaciones: los investigadores han revelado que cumplen un papel fundamental en el cerebelo, concretamente en aspectos relativos a la forma en la cual aprendemos.
    Pablo Javier Piacente
  • La Luna se invirtió por completo hace más de 4 mil millones de años 9 abril, 2024
    Hace unos 4.220 millones de años, poco después de que la Luna se formara a partir de un trozo de la Tierra que se desprendió durante una colisión violenta a principios de la historia del Sistema Solar, nuestro satélite se dio vuelta y comenzó así una etapa clave de su desarrollo. Así lo ha comprobado […]
    Pablo Javier Piacente
  • Arte rupestre de hace 2.000 años podría representar música psicodélica 9 abril, 2024
    Aunque la música psicodélica moderna no nació hasta la década de 1960, las influencias psicodélicas se pueden encontrar en el arte rupestre de hace miles de años. Grabados precolombinos en piedra, de 2.000 años de antigüedad, reflejan figuras humanas bailando en estado de trance chamánico.
    Redacción T21
  • Descubren antiguas partículas de polvo espacial provenientes de otro sistema estelar 8 abril, 2024
    Los astrónomos han descubierto una rara partícula de polvo atrapada en un antiguo meteorito extraterrestre, que fue formado por una estrella distinta a nuestro Sol. El polvo se habría originado luego de una supernova: las partículas son como "cápsulas del tiempo celestes" y proporcionan una instantánea de la vida de su estrella madre.
    Pablo Javier Piacente