La defensa magnética de la Tierra ya fue vulnerada: un satélite japonés recopiló las evidencias

Durante más de una década, los científicos consideraron que una región del campo magnético terrestre actuaba como una barrera prácticamente impenetrable frente a los llamados electrones “asesinos”, partículas capaces de alcanzar velocidades cercanas a la de la luz y transportar suficiente energía para dañar componentes electrónicos de los satélites. Sin embargo, una tormenta solar extrema ocurrida en mayo de 2024 demostró que esa protección puede ser vulnerada.

Las evidencias fueron recopiladas por el satélite japonés Arase, que monitorea los cinturones de radiación de la Tierra desde 2017. Durante la tormenta geomagnética, el aparato detectó un aumento extraordinario de electrones ultrarrelativistas dentro de una zona donde, según el conocimiento científico previo, no deberían alcanzar esas energías.

Una barrera que parecía proteger a la Tierra

La Tierra está rodeada por los cinturones de Van Allen, dos regiones con partículas energéticas atrapadas por el campo magnético del planeta. El cinturón exterior está compuesto principalmente por electrones impulsados por procesos relacionados con el Sol, mientras que muchos de los protones del cinturón interior proceden de partículas generadas cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera.

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En 2014, observaciones de las sondas Van Allen de la NASA revelaron un límite muy definido, situado aproximadamente a tres radios terrestres desde el centro del planeta. Los electrones más energéticos rara vez atravesaban ese punto. Por ello, los investigadores lo describieron como una barrera impenetrable.

La explicación propuesta era que las ondas electromagnéticas presentes en una región de plasma frío alrededor de la Tierra dispersaban los electrones y los enviaban hacia la atmósfera. Sin embargo, investigaciones posteriores comenzaron a mostrar que esa barrera podía no ser tan sólida como se pensaba.

La tormenta solar que cambió las condiciones

En mayo de 2024, una intensa tormenta geomagnética G5 provocó una alteración excepcional del entorno espacial cercano a la Tierra. La tormenta redujo considerablemente el plasma frío de la plasmasfera y creó condiciones favorables para que prosperaran unas ondas electromagnéticas conocidas como chorus.

Estas ondas parecen haber acelerado los electrones dentro de la propia región protegida. Durante la fase de recuperación de la tormenta, Arase registró un incremento de más de 5.000 veces en el flujo de electrones con energías cercanas a 3 megaelectronvoltios respecto a los niveles previos.

El orden en que aparecieron las partículas fue especialmente revelador: primero aumentaron los electrones de menor energía; unas 12 horas después lo hicieron los de mayor energía y, aproximadamente un día después, se produjo el fuerte incremento de los electrones por encima de 3 megaelectronvoltios. Esto apunta a que las partículas adquirieron energía dentro de la barrera, en lugar de ser simplemente transportadas desde otra región.

“Aquí demostramos que esta barrera puede ser vulnerada bajo condiciones extremas de clima espacial”, escribió el equipo dirigido por el físico espacial Yoshizumi Miyoshi, de la Universidad de Nagoya.

El fenómeno tuvo consecuencias prolongadas. Arase continuó registrando el descenso de estos electrones ultrarrelativistas hasta octubre de 2024, cuando otra tormenta solar volvió a afectar el espacio cercano a la Tierra.

“Este descubrimiento destaca la necesidad de comprender y predecir cómo se comportan los electrones energéticos bajo condiciones extremas de clima espacial. Este conocimiento es importante para evaluar los riesgos de radiación para las naves espaciales y mejorar las futuras predicciones del clima espacial”, señaló Miyoshi.