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Muy por encima de la atmósfera terrestre, los electrones pasan zumbando a una velocidad cercana a la de la luz. Estos electrones ultrarrelativistas, que forman la banda exterior de los cinturones de radiación de Van Allen, pueden dar la vuelta al planeta en tan solo cinco minutos, bombardeando cualquier cosa a su paso. La exposición a tal radiación de alta energía puede causar estragos en la electrónica de los satélites y plantear graves riesgos para la salud de los astronautas.
Ahora, los investigadores del MIT y de otros lugares han identificado un límite estricto de cuán cerca pueden estar los electrones ultrarrelativistas. No importa dónde circulen alrededor del ecuador, no pueden acercarse a más de 11.000 kilómetros de la superficie del planeta, a pesar de su intensa energía.
Lo que mantiene a raya esta radiación de alta energía parece no ser ni el campo magnético del planeta ni las ondas de radio de largo alcance, sino un fenómeno denominado silbido plasmasférico: ondas electromagnéticas de muy baja frecuencia en la atmósfera superior que, cuando se reproducen a través de un altavoz, parecerse a la estática o al ruido blanco.
Los resultados del equipo, publicados en Naturaleza , se basan en datos recopilados por las sondas Van Allen de la NASA, naves gemelas que orbitan dentro del duro entorno de los cinturones de radiación de Van Allen. Cada sonda está diseñada para soportar un bombardeo de radiación constante con el fin de medir el comportamiento de los electrones de alta energía en el espacio.
Después de analizar los primeros 20 meses de datos devueltos por las sondas, los investigadores observaron una barrera sumamente nítida contra los electrones ultrarrelativistas. Esta barrera se mantuvo firme incluso frente a una tormenta solar, que en octubre de 2013 impulsó los electrones hacia la Tierra de forma escalonada.
El grupo descubrió que la barrera natural puede deberse a una interacción entre los electrones entrantes y el silbido plasmasférico. Esta conclusión se basó en la medición de las sondas de Van Allen del ángulo de inclinación de los electrones, el grado en que el movimiento de un electrón es paralelo o perpendicular al campo magnético del planeta. Los investigadores descubrieron que el silbido plasmasférico actúa lentamente para rotar los caminos de los electrones, lo que hace que caigan en la atmósfera superior en una trayectoria paralela a una línea de campo magnético. En la atmósfera, es probable que choquen con átomos neutros y desaparezcan.
Es un fenómeno muy inusual, extraordinario y pronunciado, dice John Foster, director asociado del Observatorio Haystack del MIT. Lo que esto nos dice es que si estacionara un satélite o una estación espacial en órbita con humanos justo dentro de esta barrera impenetrable, esperaría que tuvieran vidas mucho más largas. Es bueno saberlo.