Satélites de la misión Cluster de la ESA han descubierto que los aceleradores de partículas cósmicas son más eficientes de lo que se pensaba. El descubrimiento ha revelado por primera vez las fases iniciales de la aceleración, un proceso que podría aplicarse en todo el Universo.
Todos los aceleradores de partículas necesitan alguna manera de comenzar el proceso. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN emplea una serie de aceleradores pequeños para obtener velocidad para sus partículas antes de inyectarlas en el anillo de 27 kilometros de circunferencia en el que son sometidas a colisiones.
En el espacio, grandes campos magnéticos guían las partículas conocidas como rayos cósmicos a través del universo a casi la velocidad de la luz, pero resultan muy deficientes para conseguir activar el movimiento.
Ahora, la misión Cluster de la ESA ha demostrado que algo similar a este proceso de "puesta en escena" utilizado en el CERN está pasando por encima de nuestras cabezas, en los aceleradores de partículas naturales del espacio.
El 9 de enero de 2005 cuatro satélites de la misión Cluster pasaron a través de un importante choque magnético sobre la Tierra. Las naves se alinearon casi perfectamente con el campo magnético, lo que permitió estudiar qué estaba sucediendo con los electrones en escalas de tiempo muy cortas, de 250 milisegundos o menos.
Las mediciones mostraron que los electrones aumentaron bruscamente de temperatura, estableciendo condiciones favorables a una aceleración de mayor escala.
Se había sospechado durante mucho tiempo que los choques magnéticos podrían hacer esto, pero su tamaño y estructura detallada habían sido difíciles de precisar.
Steven J. Schwartz, del Imperial College de Londres, y sus colegas utilizaron los datos de la misión Cluster para estimar el espesor de la capa de choque. Esto es importante porque cuanto más delgado es, más fácilmente se pueden acelerar las partículas. "Con estas observaciones, se encontró que la capa de choque era lo más fina que podría ser", afirma el doctor Schwartz.
En este caso, fina corresponde a unos 17 kilómetros. Las estimaciones anteriores sólo habían sido capaces de medir el ancho de las capas de choque sobre la Tierra a no más de 100 kilómetros.
Esta es la primera vez que alguien ha visto esos detalles de la región de aceleración inicial.
El conocimiento es importante porque los choques están en todas partes en el Universo. Se crean siempre que un medio de flujo rápido choca con un obstáculo u otro flujo.
COMO UNA EXPLOSIÓN SÓNICA
Por ejemplo, un avión supersónico choca continuamente con la atmósfera antes de que el aire tenga una oportunidad de salir de su camino, acumulándose hasta que se produce un choque en la parte delantera del avión que oímos como una explosión sónica.
En el Sistema Solar, el Sol emite un rápido movimiento, el viento cargado eléctricamente. Cuando se encuentra con el campo magnético de la Tierra, una onda de choque permanente se crea en frente de nuestro planeta.
La misión Cluster ha sido fundamental en el estudio de este fenómeno y los nuevos resultados en este entorno local pueden ser aplicable a gran escala. Los choques también se encuentran alrededor de estrellas en explosión, estrellas jóvenes, agujeros negros y galaxias enteras. Los científicos espaciales sospechan que este puede ser el origen de los rayos cósmicos de alta energía que llenan el Universo.
Fuente: ep
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