El escudo de radiación que rodea la Tierra no era tan impenetrable como se creía y un hallazgo obliga a revisarlo
El Sol decidió poner a prueba las defensas de la Tierra en mayo de 2024 con una sucesión de erupciones capaces de lanzar miles de millones de toneladas de plasma magnetizado al espacio. Las expulsiones de masa coronal enviaron material solar hacia nuestro planeta y desencadenaron una tormenta geomagnética de categoría G5, la máxima de la escala utilizada por la NOAA.
El viento solar alcanzó velocidades de 1.200 kilómetros por segundo y las auroras llegaron a observarse en lugares tan meridionales como Florida y México. Aquella actividad también alteró profundamente el entorno magnético terrestre, con efectos que continuaron mucho después de desaparecer las luces del cielo.
La investigación de Miyoshi cuestiona una antigua protección terrestre
Una investigación encabezada por el físico espacial Yoshizumi Miyoshi, de la Universidad de Nagoya, ha descubierto que aquella tormenta permitió acelerar electrones extremadamente energéticos dentro de una región considerada prácticamente infranqueable.
El trabajo, publicado en Geophysical Research Letters, identifica un mecanismo relacionado con la pérdida de plasma frío y la aparición de ondas electromagnéticas capaces de transmitir energía a las partículas. Los resultados cuestionan una interpretación mantenida durante más de una década sobre la distribución de la radiación alrededor del planeta.
La frontera que parecía impedir el avance de los electrones más peligrosos había sido identificada en 2014 mediante las sondas Van Allen de la NASA. Se encontraba aproximadamente a tres radios terrestres del centro del planeta, donde las partículas de mayor energía apenas conseguían penetrar.
El físico Daniel Baker, de la Universidad de Colorado Boulder, comparó entonces aquella separación con una pared de cristal, según publicó BBC Sky at Night Magazine. Una explicación proponía que determinadas ondas electromagnéticas desviaban los electrones hacia la atmósfera, mientras su desplazamiento hacia el interior resultaba demasiado lento para superar esa protección.
La tormenta de 2024 desafió una protección descubierta una década antes
Las mediciones del satélite japonés Arase revelaron que esa protección podía alterarse profundamente bajo condiciones geomagnéticas extremas. Según informó ScienceAlert, el flujo de electrones de aproximadamente tres megaelectronvoltios aumentó más de 5.000 veces respecto a los niveles anteriores.
Primero crecieron las poblaciones menos energéticas; unas doce horas después aparecieron otras de mayor energía y, aproximadamente un día más tarde, aumentaron las superiores a tres megaelectronvoltios. La distribución de partículas presentaba un máximo cerca de la frontera, circunstancia que favorece la hipótesis de aceleración local frente al transporte desde regiones exteriores.
El mecanismo propuesto depende de las condiciones existentes dentro de los cinturones de Van Allen, dos regiones de partículas atrapadas por el campo magnético terrestre. El cinturón interior contiene principalmente protones, mientras el exterior alberga numerosos electrones energéticos.
Normalmente, la plasmasfera atenúa determinadas ondas electromagnéticas, pero su pérdida de densidad durante la tormenta permitió actuar a las llamadas ondas de coro. Estas emisiones transfirieron energía a los electrones, según la interpretación de Miyoshi y sus colaboradores, hasta alcanzar velocidades próximas a la de la luz.
El debilitamiento de la plasmasfera pudo favorecer una radiación extraordinaria
Las dudas sobre la impermeabilidad de aquella frontera habían aparecido antes de que Arase registrase el fenómeno de 2024. Una hipótesis planteada en 2018 atribuía su existencia a la duración limitada de las tormentas geomagnéticas, que terminaban antes de transportar los electrones demasiado lejos. Otra investigación publicada en 2024 examinó cómo las ondas generadas por los rayos podían precipitar hacia la atmósfera electrones energéticos presentes en el cinturón interior.
La permanencia de estas partículas representa un problema para los satélites porque pueden atravesar sus protecciones y deteriorar componentes electrónicos sensibles. También incrementan los riesgos de radiación para astronautas que atraviesan esas regiones.
Arase registró un descenso progresivo de electrones ultrarrelativistas hasta octubre de 2024, cuando otra tormenta modificó nuevamente las condiciones espaciales. La investigación analiza un episodio extremo y todavía queda por determinar si perturbaciones menos intensas pueden desencadenar el mismo mecanismo de aceleración.