La magnetosfera de la Tierra, la región del espacio dominada por el campo magnético de la Tierra, protege a nuestro planeta de la dura paliza del viento solar. Como un escudo protector, la magnetosfera absorbe y desvía el plasma del viento solar que se origina del Sol. Cuando las condicionestienen razón, se generan hermosas exhibiciones de auroras danzantes. Pero cuando el viento solar es más violento, las tormentas climáticas espaciales extremas pueden crear una radiación intensa en los cinturones de Van Allen e impulsar corrientes eléctricas que pueden dañar las redes de energía eléctrica terrestre. La Tierra podría estar en riesgopor hasta billones de dólares de daños.
anunciado hoy en Física de la naturaleza , un nuevo descubrimiento dirigido por investigadores de la Universidad de Alberta muestra por primera vez cómo se crea el tercer cinturón de radiación de Van Allen por un "tsunami espacial". Intensas ondas de plasma de ultra baja frecuencia ULF,que están excitados en la escala de toda la magnetosfera, transportan la parte externa de la radiación del cinturón de manera inofensiva al espacio interplanetario y crean la característica previamente inexplicada del tercer cinturón.
"Sorprendentemente, observamos enormes ondas de plasma", dice Ian Mann, profesor de física de la Universidad de Alberta, autor principal del estudio y ex cátedra de investigación de Canadá en física espacial. "En lugar de un tsunami espacial, chapotean los cinturones de radiaciónalrededor y lavar muy rápidamente la parte exterior del cinturón, explicando la estructura del enigmático tercer cinturón de radiación ".
La investigación también señala la importancia de estas ondas para reducir la amenaza de radiación espacial a los satélites también durante otras tormentas espaciales. "La radiación espacial representa una amenaza para el funcionamiento de la infraestructura satelital en la que se basa nuestra sociedad tecnológica del siglo XXI", agrega Mann." Comprender cómo se energiza y se pierde esa radiación es uno de los mayores desafíos para la investigación espacial ".
Durante los últimos 50 años, y desde el descubrimiento accidental de los cinturones de Van Allen al comienzo de la era espacial, pronosticar esta radiación espacial se ha vuelto esencial para la operación de satélites y la exploración humana en el espacio.
Los cinturones de Van Allen, llamados así por su descubridor, son regiones dentro de la magnetosfera donde los protones y electrones de alta energía quedan atrapados por el campo magnético de la Tierra. Conocidos desde 1958, estas regiones se clasificaron históricamente en dos cinturones internos y externos. Sin embargo, en2013, las sondas Van Allen de la NASA informaron un tercer cinturón de Van Allen inexplicable que no se había observado previamente. Este tercer cinturón de Van Allen duró solo unas pocas semanas antes de que desapareciera, y su causa seguía siendo inexplicable.
Mann es co-investigador en la misión Van Allen Probes de la NASA. Uno de los principales objetivos de su equipo es modelar el proceso mediante el cual las ondas de plasma en la magnetosfera controlan la dinámica de las partículas relativistas intensas en los cinturones de Van Allen - con unaEl objetivo de la misión de Van Allen Probes es desarrollar una comprensión suficiente para alcanzar el punto de previsibilidad. La aparición del tercer cinturón de Van Allen, uno de los primeros descubrimientos importantes de la era de Van Allen Probes, había continuado desconcertando a los científicosse están desarrollando modelos de explicación cada vez más complejos. Sin embargo, la explicación anunciada hoy muestra que una vez que se incluyen los efectos de estas enormes ondas ULF, todo encaja.
"Hemos descubierto una explicación muy elegante para la dinámica del tercer cinturón", dice Mann. "Nuestros resultados muestran una notable simplicidad en la respuesta del cinturón una vez que los procesos dominantes se especifican con precisión".
Muchos de los servicios de los que dependemos hoy, como el GPS y las telecomunicaciones basadas en satélites, se ven afectados por la radiación dentro de los cinturones de Van Allen. La radiación en forma de electrones de alta energía, a menudo llamados electrones "asesinos satelitales" debido a suamenaza para los satélites, es un foco de alto perfil para el programa International Living with a Star ILWS y la cooperación internacional entre múltiples agencias espaciales internacionales. Estudios socioeconómicos recientes sobre el impacto de una tormenta de clima espacial severa han estimado que el costo deEl daño general y los impactos posteriores en la infraestructura espacial y terrestre podrían ser tan altos como $ 2 trillones de dólares.
Los políticos también están comenzando a considerar seriamente el riesgo del clima espacial. La Casa Blanca anunció recientemente la implementación de un Plan de Acción de Clima Espacial que destaca la importancia de la investigación del clima espacial como este descubrimiento reciente. El plan de acción busca mitigar los efectosdel clima espacial extremo desarrollando acciones específicas dirigidas a la mitigación y promoviendo la colaboración internacional.
Mann, autor principal de este nuevo estudio, es el presidente de un Grupo internacional de expertos en meteorología espacial operado bajo los auspicios del Comité de las Naciones Unidas sobre los usos pacíficos del espacio ultraterrestre COPUOS; el Grupo de expertos tiene una labor de tres añosplanifica y se encarga de examinar y desarrollar estrategias para abordar la amenaza del clima espacial a través de la cooperación internacional. Como nación que vive bajo la zona auroral, Canadá se enfrenta a una amenaza potencial mucho mayor de los impactos del clima espacial que otros países.
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Materiales proporcionado por Universidad de Alberta . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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