El campo magnético de la Tierra está atrapando partículas de alta energía. Cuando se lanzaron los primeros satélites al espacio, los científicos dirigidos por James Van Allen descubrieron inesperadamente las regiones de radiación de partículas de alta energía, que luego recibieron el nombre de su descubridor Van Allen Radiation Belts.estos parecen dos regiones en forma de rosquilla que abarcan nuestro planeta.
Ahora, un nuevo estudio dirigido por investigadores del Centro Alemán de Investigación de Geociencias GFZ muestra que los electrones en los cinturones de radiación se pueden acelerar a velocidades muy altas a nivel local. El estudio muestra que la magnetosfera funciona como un acelerador de partículas muy eficiente que acelera los electrones para-llamadas energías ultrarrelativistas. El estudio realizado por Hayley Allison, becaria postdoctoral en GFZ Potsdam, y Yuri Shprits de GFZ y profesor de la Universidad de Potsdam, se publica en Comunicaciones de la naturaleza .
Para comprender mejor el origen de los cinturones de Van Allen, en 2012 la NASA lanzó la nave espacial gemela Van Allen Probes para atravesar este entorno tan hostil y realizar mediciones detalladas en esta región peligrosa. Las mediciones incluyeron una gama completa de partículas que se movían a diferentes velocidadesy en diferentes direcciones y ondas de plasma. Las ondas de plasma son similares a las ondas que vemos en la superficie del agua, pero de hecho son invisibles a simple vista. Se pueden comparar con las ondas en el campo eléctrico y magnético.
Observaciones recientes revelaron que la energía de los electrones en los cinturones puede llegar hasta las llamadas energías ultrarrelativistas. Estos electrones con temperaturas superiores a los 100 mil millones de grados Fahrenheit, se mueven tan rápido que su energía de movimiento es mucho mayor que su energía de reposo.dado por el famoso E = mc de Einstein 2 fórmula. Son tan rápidos que el flujo de tiempo se ralentiza significativamente para estas partículas.
Los científicos se sorprendieron al encontrar estos electrones ultrarrelativistas y supusieron que solo se pueden alcanzar energías tan altas mediante una combinación de dos procesos: el transporte hacia adentro de partículas desde las regiones externas de la magnetosfera, que las acelera; y una aceleración localde partículas por ondas de plasma.
Sin embargo, el nuevo estudio muestra que los electrones alcanzan energías tan increíbles a nivel local, en el corazón de los cinturones, al tomar toda esta energía de las ondas de plasma. Este proceso resulta extremadamente eficiente. El descubrimiento inesperado de cómo la aceleración de partículasLas energías ultrarrelativistas operan en el espacio cercano a la Tierra, pueden ayudar a los científicos a comprender los procesos fundamentales de aceleración en el Sol, planetas exteriores cercanos e incluso en los rincones distantes del universo donde las sondas espaciales no pueden llegar.
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Materiales proporcionado por GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centro Helmholtz . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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