5 de octubre de 2006

Descubren la fuente de energía para electrones de alta velocidad

Imagen: NASA

Un equipo de científicos liderados por el Profesor James Drake, de la Universidad de Maryland, Estados Unidos, reporta que resolvió una pieza clave resultaba un misterio, y es respecto a cómo la interacción de los campos magnéticos producen liberaciones explosivas de energía vistas en las llamaradas solares o flares, que originan las tormentas en la magnetosfera de la Tierra y otros eventos cósmicos.

En años recientes, los investigadores había tenido respuestas parciales a esas preguntas, pero una cosa no había sido explicada satisfactoriamente y se refería a los datos aportados por los satélites de observación solar que indicaban que hasta la mitad de la energía liberada en los flares es en forma de electrones energéticos. Un gran número de estas partículas, de baja masa, viajan a velocidades muy altas, que pueden ser explicadas por el modelo "slingshot" que explica cómo la reconexión de las líneas del campo magnético acelera las partículas cargadas.

Drake y sus colegas mostraron que los electrones ganan velocidad (energía cinética) por la repetida reflexión o rebote de las islas magnéticas que se contraen y forman la reconexión de las líneas del campo magnético. Drake explica: "el mecanismo es análogo al incremento de energía que ganan las bolas de billar cuando rebotan entre ellas por choques múltiples. El primer mecanismo que explica por qué los electrones ganan tanta energía durante la reconexión magnética, desde un punto de vista practico, ayudará a los científicos a predecir mejor las tormentas solares que pueden alterar comunicaciones y satélites".

Los científicos estuvieron convencidos, por mucho tiempo, que el mecanismo primario para la liberación de energía magnética era un proceso denominado reconexión magnética que ocurre cuando las líneas de los campos magnéticos opuestos entran en contacto. Durante este proceso las líneas magnéticas paralelas se "rompen" y se reconectan, ocasionando la liberación de energía. Dado que las partículas cargadas son atrapadas en las líneas de los campos magnéticos, mucha de la energía en este campo magnético se convierte en energía cinética de las partículas ionizadas (plasma) y son expulsadas entre las líneas expandidas de estos campos magnéticos.

Tormentas Solares

El campo magnético de la Tierra forma la magnetosfera, que es como un escudo que protege nuestro planeta de las tormentas solares. Las tormentas solares son vientos de partículas cargadas y radiación proveniente del Sol que, algunas veces, resultan en violentas erupciones de gas caliente conocidas como Eyecciones de Masa Coronal.

Aún con la protección del campo magnético de la Tierra, estas enormes tormentas solares afectan a las plantas eléctricas en Tierra, satélites de comunicaciones y de navegación aérea. El clima espacial generalmente varía dentro de un ciclo solar de 11 años: cuantas más manchas solares más tormentas solares, y más voluminoso es el viento solar.

Los científicos han predicho que el siguiente ciclo solar será más intenso que el actual y provocará problemas en los teléfonos, los sistemas GPS y en los satélites artificiales. Se espera que grandes tormentas solares inicien este año o, a más tardar, en el año 2008, con su pico máximo en 2012.

Este trabajo se publica en Nature del 5 de octubre de 2006.

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