Cinturones Van Allen: aceleración local ?

En 1958, James Van Allen descubrió gracias a los datos de las sondas americanas Explore 1 y 3 la existencia alrededor de la Tierra de dos regiones en forma de árboles muy densos en partículas de energía, hoy llamados Van Allen cinturones. El cinturón interno, entre 700 y 10,000 kilómetros sobre el nivel del mar, contiene protones cuya energía puede alcanzar varios cientos de megaelectrónvoltios, mientras que el cinturón externo, que se extiende entre 13,000 y 65,000 kilómetros, alberga una alta densidad de electrones de varios megaelectrónvoltios. ¿Cómo adquieren estas partículas una energía tan considerable? ? Las mediciones de las dos sondas gemelas Van Allen (ex Sondas de tormenta de correa de radiación) , lanzadas en agosto de 2012 por la NASA, permiten especificar el fenómeno.

Comprender los cinturones de Van Allen es importante, ya que las partículas cargadas que contienen pueden causar daños considerables a los satélites y poner en peligro a los astronautas que tendrían que cruzar los cinturones, por ejemplo, para ir a la Luna o Marte. Si los mecanismos para atrapar partículas de energía por el campo magnético en las correas son bien conocidos, las grandes fluctuaciones en el número de partículas atrapadas y su energía, en una escala de pocos días, son muy poco conocidas. El vínculo con las erupciones solares, que producen una gran cantidad de partículas de energía, no es obvio porque estos eventos pueden ir acompañados tanto de un aumento como de una disminución en la energía promedio de las partículas en los cinturones de Van Allen. La aceleración y excitación de partículas probablemente ocurre más bien dentro de los cinturones o en sus inmediaciones.

Se debaten dos mecanismos para acelerar los electrones de la correa exterior: la aceleración por transporte radial de partículas externas a las correas y la aceleración local de partículas ya atrapadas. En el primer caso, los electrones migran desde un área donde el campo magnético de la Tierra es débil a un área más cercana a la Tierra, donde el campo es más intenso. Los electrones se aceleran. En el segundo escenario, una fuente local proporciona energía a los electrones.

En octubre de 2012, las dos sondas de la NASA midieron un rápido aumento de la actividad en el cinturón exterior. El fenómeno comenzó en el centro de la correa y se extendió tanto a su borde interno como a su borde exterior. Esta observación favorece el escenario de aceleración local, ya que la aceleración por transporte radial habría llevado a un aumento en la actividad de afuera hacia adentro. La naturaleza de la fuente de esta aceleración local, por otro lado, es más difícil de establecer. Estas podrían ser ondas electromagnéticas que viajan a través de los cinturones de Van Allen, pero identificar estas ondas sigue siendo una cuestión abierta de física magnetosférica.

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