Los choques de plasma son los principales medios para acelerar los electrones en entornos planetarios y astrofísicos en todo el universo. Se debate qué categoría de choques, cuasi-perpendicular o cuasi-paralelo, acelera los electrones de manera más eficiente. Aunque se cree que los choques cuasiperpendiculares son aceleradores de electrones más eficientes, las energías electrónicas relativistas observadas recientemente en los choques cuasi-paralelos superan las expectativas teóricas. Usando observaciones in situ en el choque de proa de la Tierra, mostramos que tales electrones relativistas son generados por la interacción entre el choque cuasi-paralelo y una estructura no lineal relacionada, un transitorio previo, a través de dos aceleraciones betatron. Nuestras observaciones muestran que los transitorios previos, pasados por alto anteriormente, puede aumentar la eficiencia de aceleración de electrones en un choque casi paralelo en un orden de magnitud. Por lo tanto, los choques casi paralelos podrían ser más importantes en la generación de electrones relativistas, como los electrones de rayos cósmicos, de lo que se pensaba anteriormente.
9 de agosto de 2019: los astronautas están rodeados de peligro: vacío duro, erupciones solares, rayos cósmicos. Los investigadores de UCLA acaban de agregar un nuevo elemento a la lista. La tierra misma.
«Un acelerador de partículas naturales a solo 40,000 millas sobre la superficie de la Tierra está produciendo ‘electrones asesinos’ que se mueven cerca de la velocidad de la luz», dice Terry Liu, un doctorado de reciente creación que estudió el fenómeno como parte de su tesis con el Prof. Vassilis Angelopoulos de UCLA. .
Esto significa que los astronautas que salen de la Tierra a Marte podrían verse salpicados por la radiación que viene desde atrás, desde la dirección de su propio planeta.
La nave espacial THEMIS de la NASA atravesó las partículas en 2008, no muy lejos del lugar donde el viento solar golpea el campo magnético de la Tierra. Los investigadores saben desde hace tiempo que las ondas de choque en ese lugar podrían acelerar las partículas a altas energías, pero no tan alto. Las partículas que salen de la interfaz de viento Tierra-solar tienen energías de hasta 100,000 voltios de electrones, diez veces más de lo esperado previamente.
¿Cómo es esto posible? Liu encontró la respuesta utilizando datos THEMIS y simulaciones por computadora de la interfaz sol-Tierra. Cuando el viento solar se encuentra con la Tierra, forma una onda de choque alrededor del campo magnético de la Tierra, en forma de ondas de proa que se forman delante de un bote que se mueve a través del agua. Dentro de este «choque de proa», se pueden liberar abruptamente enormes reservas de energía similares al boom sónico de un avión.
Liu descubrió que algunos electrones reciben una descarga no solo una vez, sino dos veces o más, y experimentan reflejos en forma de espejo dentro del choque del arco que generan energía a niveles inesperados. La mayoría de las partículas impulsadas se disparan al espacio lejos de la Tierra.
Arriba: Terry Liu creó este diagrama que muestra la ubicación del acelerador de partículas naturales y cómo arroja radiación al espacio.
«Se han detectado partículas similares cerca de Saturno, lo que sugiere que el proceso también está funcionando allí», dice Liu.
«De hecho», agrega Angelopoulos, «este tipo de aceleración de partículas podría estar ocurriendo en todo el cosmos, desde supernovas hasta tormentas solares, donde un viento supersónico golpea una barrera como la magnetosfera de la Tierra».
Mientras tanto, en casa, los satélites en órbita terrestre y los astronautas que salen tienen una nueva fuente de radiación con la que lidiar. Está justo sobre su hombro.
Lea la investigación original en Science Advances .
Fuente: https://spaceweatherarchive.com/2019/08/09/a-new-source-of-space-radiation/