Según una nueva investigación de científicos de la Universidad de Colorado en Boulder, los rayos que caen sobre la Tierra podrían hacer que lluevan «electrones asesinos» ultracalientes alrededor de nuestro planeta. Debido a este resultado, el equipo sugiere que el clima espacial y la Tierra pueden unirse para jugar al «pinball cósmico».

El descubrimiento se hizo casi por casualidad mientras el equipo estudiaba datos satelitales que mostraban que los electrones «calientes» de alta energía y alta velocidad podían desprenderse del cinturón de radiación interior, una región de partículas cargadas que envuelve nuestro planeta y que se mantiene en su lugar gracias a la burbuja magnética protectora de la Tierra, conocida como magnetosfera.

Esta investigación podría ayudar a los científicos a proteger los satélites y otros instrumentos en órbita de posibles daños, y ayudar a proteger a los astronautas de la radiación potencialmente letal en futuras misiones espaciales. También sugiere que el clima espacial y el clima terrestre están más interrelacionados de lo que se sospechaba anteriormente.

«Estas partículas son las que dan miedo o lo que algunas personas llaman ‘electrones asesinos’. Pueden penetrar el metal de los satélites, impactar en placas de circuitos y pueden ser cancerígenas si impactan a una persona en el espacio», dijo en un comunicado Max Feinland, líder del equipo e investigador de la Universidad de Colorado en Boulder.

¡Los electrones asesinos cargan!

Alrededor de la Tierra hay dos cinturones de partículas de alta energía atrapadas, que se mantienen en su lugar gracias a la magnetosfera. Se conocen como cinturones de radiación de Van Allen.

Los electrones asesinos recorren estos cinturones a una velocidad cercana a la de la luz , transportando consigo una gran cantidad de energía. Estas partículas no sólo pueden penetrar el blindaje de los satélites, sino que también pueden provocar rayos microscópicos que pueden dañar (o incluso destruir) componentes vitales y delicados de las naves espaciales.

Se considera que la región interior de los cinturones comienza a una altitud de alrededor de 600 millas (966 kilómetros) sobre la Tierra, mientras que se piensa que la capa exterior comienza a alrededor de 12.000 millas (19.312 kilómetros) sobre la superficie de nuestro planeta.

Los cinturones de Van Allen actúan como una barrera flexible entre la atmósfera de la Tierra y su entorno espacial. También son dinámicos, capaces de moverse y cambiar. Los científicos saben desde hace tiempo que las partículas cargadas pueden caer desde el cinturón de radiación exterior hacia la Tierra. También se han detectado partículas de baja energía, o «frías», cayendo desde el cinturón de radiación interior, más estable.

Este es el primer indicio de que las partículas cargadas de alta energía también pueden «llover» desde el cinturón interior, que se había considerado más estable. También es el primer indicio de que esta «lluvia de electrones» puede ser provocada por un rayo.

«El clima espacial está determinado tanto por arriba como por abajo», dijo en el comunicado Lauren Blum, miembro del equipo del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado en Boulder. «Normalmente, se piensa que el cinturón interior es un poco aburrido. Es estable. Siempre está ahí».

El equipo plantea la teoría de que cuando los relámpagos destellan en el cielo sobre la Tierra, se lanzan ondas de radio hacia el espacio. Si estas ondas de radio chocan con los electrones en los cinturones de radiación que rodean nuestro planeta, pueden hacer que se desprendan y causar una «precipitación de electrones inducida por relámpagos» o «lluvia de electrones».

Mientras analizaba los datos del satélite Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX) de la NASA , ahora fuera de servicio , Feinland vio «agrupaciones» de electrones de alta energía que se movían a través del cinturón de radiación interior de la Tierra. Llevó estas observaciones a Blum, quien le dijo: «No es ahí donde se supone que deberían estar».

Pinball cósmico

Al investigar más a fondo, el dúo identificó 45 oleadas de electrones de alta energía en los cinturones de radiación internos que se produjeron en la década entre 1996 y 2006. Luego, Feinland comparó estos datos con registros de rayos que cayeron sobre América del Norte. Lo que surgió fue una correlación entre los rayos y los picos de electrones, que se produjeron alrededor de un segundo después de que el rayo cayera al suelo.

El equipo cree que cuando cae un rayo, se inicia un frenético juego de pinball que abarca toda la Tierra. Las ondas de radio desencadenadas se propagan hacia el espacio y alcanzan a los electrones en el cinturón de radiación interior.

Esto actúa como una función de «agregar bola» en este juego de pinball figurativo, dejando caer electrones que luego rebotan caóticamente entre los hemisferios norte y sur de la Tierra. Esta fase del proceso dura solo 0,2 segundos. Algunos de los electrones que se desplazan frenéticamente entre los hemisferios norte y sur de nuestro planeta caen luego a nuestra atmósfera.

«Hay una gran masa de electrones que rebota y luego regresa y rebota de nuevo», dijo Blum. «Verás esta señal inicial y se desintegrará».

Blum, Feinland y sus colegas no saben actualmente con qué frecuencia se producen estos episodios de «lluvias de electrones asesinos». Una teoría es que son más comunes durante los períodos en los que el Sol está especialmente activo y lanza más electrones de alta energía a la Tierra para que sean captados por la magnetosfera y repongan los cinturones de Van Allen.

La investigación del equipo fue publicada el 8 de octubre en la revista Nature Communications.

Publicado originalmente en Space.com .