Los cinturones de radiación de la Tierra, dos regiones en forma de rosquilla de partículas cargadas que rodean nuestro planeta, fueron descubiertos hace más de 50 años, pero su comportamiento aún no se comprende completamente. Ahora, nuevas observaciones de la misión Van Allen Probes de la NASA muestran que el más rápido, la mayoría de los electrones energéticos en el cinturón de radiación interno no están presentes la mayor parte del tiempo como se pensaba anteriormente. Los resultados se presentan en un artículo en el Revista de investigación geofísica y muestran que normalmente no hay tanta radiación en el cinturón interior como se suponía anteriormente, una buena noticia para las naves espaciales que vuelan en la región.

Las misiones espaciales pasadas no han podido distinguir los electrones de los protones de alta energía en el cinturón de radiación interno. Pero al usar un instrumento especial, el espectrómetro magnético de electrones e iones (MagEIS) en las sondas Van Allen, los científicos pudieron observar las partículas por separado por primera vez. Lo que encontraron fue sorprendente:por lo general, no hay ninguno de estos electrones súper rápidos, conocidos como electrones relativistas, en el cinturón interior, contrariamente a lo que esperaban los científicos.

"Sabemos desde hace mucho tiempo que hay protones realmente energéticos allí, que pueden contaminar las mediciones, pero nunca hemos tenido una buena forma de eliminarlos de las medidas hasta ahora, "dijo Seth Claudepierre, autor principal y científico de Van Allen Probes en Aerospace Corporation en El Segundo, California.

De los dos cinturones de radiación, Los científicos han entendido durante mucho tiempo que el cinturón exterior es el más ruidoso. Durante intensas tormentas geomagnéticas, cuando las partículas cargadas del sol se precipitan a través del sistema solar, el cinturón de radiación exterior pulsa dramáticamente, creciendo y encogiéndose en respuesta a la presión de las partículas solares y el campo magnético. Mientras tanto, el cinturón interior mantiene una posición estable sobre la superficie de la Tierra. Los nuevos resultados, sin embargo, muestran que la composición del cinturón interior no es tan constante como habían asumido los científicos.

Ordinariamente, el cinturón interior está compuesto por protones de alta energía y electrones de baja energía. Sin embargo, después de una tormenta geomagnética muy fuerte en junio de 2015, Los electrones relativistas se introdujeron profundamente en el cinturón interior.

Los hallazgos fueron visibles debido a la forma en que se diseñó MagEIS. El instrumento crea su propio campo magnético interno, lo que le permite clasificar partículas en función de su carga y energía. Al separar los electrones de los protones, los científicos pudieron comprender qué partículas contribuían a la población de partículas en el cinturón interior.

"Cuando procesamos cuidadosamente los datos y eliminamos la contaminación, podemos ver cosas que nunca antes habíamos podido ver, ", dijo Claudepierre." Estos resultados están cambiando totalmente la forma en que pensamos sobre el cinturón de radiación a estas energías ".

Dada la rareza de las tormentas, que puede inyectar electrones relativistas en el cinturón interior, los científicos ahora entienden que por lo general hay niveles más bajos de radiación allí, un resultado que tiene implicaciones para las naves espaciales que vuelan en la región. Saber exactamente cuánta radiación está presente puede permitir a los científicos e ingenieros diseñar satélites más ligeros y económicos adaptados para resistir los niveles de radiación menos intensos que encontrarán.

Además de proporcionar una nueva perspectiva sobre el diseño de naves espaciales, los hallazgos abren un nuevo ámbito para que los científicos estudien a continuación.

"Esto abre la posibilidad de hacer ciencia que antes no era posible, "dijo Shri Kanekal, Van Allen Probes, científico adjunto de la misión en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, no involucrado en el estudio. "Por ejemplo, ahora podemos investigar bajo qué circunstancias estos electrones penetran en la región interior y ver si las tormentas geomagnéticas más intensas dan electrones que son más intensos o más energéticos ".