Descubren un nuevo tipo de onda electromagnética que transporta energía de rayos a la Tierra

El universo de las ciencias espaciales ha sido testigo de un importante avance gracias al descubrimiento realizado por dos científicos de la Universidad de Alaska Fairbanks.

Vikas Sonwalkar, profesor emérito, y Amani Reddy, profesor adjunto, han identificado un nuevo tipo de “silbador”, una onda electromagnética que transporta energía desde los rayos en la Tierra hacia la magnetosfera. Esta última, según la Real Academia Española (RAE), es una región exterior a la Tierra, a partir de unos 100 kilómetros de altura, en la que el magnetismo terrestre ejerce una acción predominante sobre las partículas ionizadas.

La mencionada investigación, publicada en la revista Science Advances, marca un hito en la comprensión de cómo las ondas electromagnéticas afectan el entorno espacial que rodea nuestro planeta.

El fenómeno descubierto, llamado “silbador reflejado especularmente”, cambia, de acuerdo a los autores, las ideas previas sobre cómo la energía de los rayos interactúa con la magnetosfera y la ionsfera, que es el “conjunto de capas de la atmósfera que están por encima de los 80 km y presenta fuerte ionización causada por la radiación solar y afectan de modo importante a la propagación de las ondas radioeléctricas”, de acuerdo a la RAE.

Hasta ahora -repasaron los expertos- se creía que la energía de los rayos que penetraba en la ionosfera, especialmente en latitudes bajas, quedaba atrapada en esta capa, sin llegar a los cinturones de radiación que protegen la Tierra. El hallazgo de Sonwalkar y Reddy desafía esta creencia, demostrando que esta energía no solo escapa de la ionosfera, sino que también llega hasta la magnetosfera, transportada por este nuevo tipo de silbador.

El descubrimiento tiene profundas implicaciones para nuestra comprensión de los cinturones de radiación de la Tierra. Estos cinturones, compuestos por dos capas de partículas cargadas, juegan un papel crucial en la protección de la vida y la tecnología en nuestro planeta, al bloquear la mayor parte de las partículas dañinas provenientes del viento solar.

Según Sonwalkar, “una mejor comprensión de estos cinturones y de las ondas electromagnéticas que los impactan es vital para las operaciones humanas en el espacio”. El nuevo “silbador” añade una capa adicional de complejidad a este sistema, ya que muestra cómo las energías terrestres pueden influir directamente en la dinámica espacial.

La investigación se apoyó en datos obtenidos de las sondas Van Allen de la NASA, lanzadas en 2012 y activas hasta 2019, así como en información de la Red Mundial de Detección de Rayos, según la publicación.

Estos datos permitieron a los científicos desarrollar un modelo de propagación de ondas, que reveló la existencia y el comportamiento del “silbador” en cuestión. Este modelo mostró que la energía de los rayos, al entrar en la ionosfera en latitudes bajas, puede reflejarse de manera que duplica su impacto al llegar a la magnetosfera, desafiando las teorías anteriores.

El análisis de los datos de las sondas Van Allen también postuló que los silbadores reflejados especularmente son un fenómeno común dentro de la magnetosfera. La mayor parte de los rayos se generan en las latitudes bajas, es decir, en zonas tropicales y subtropicales propensas a las tormentas eléctricas, según los especialistas.

“Esto implica que los silbadores reflejados especularmente probablemente transportan una mayor parte de la energía del rayo a la magnetosfera en relación con la transportada por los silbadores reflejados magnetosféricamente”, analizó Sonwalkar.

El impacto del nuevo silbador no se limita a la teoría. Sonwalkar y Reddy subrayaron la importancia de este descubrimiento para la tecnología espacial moderna.

“Como sociedad, dependemos de la tecnología espacial. Los sistemas de comunicación y navegación modernos, los satélites y las naves espaciales con astronautas a bordo se enfrentan a partículas energéticas dañinas de los cinturones de radiación, que pueden dañar los dispositivos electrónicos y causar cáncer”,

Y añadió: “Tener una mejor comprensión de los cinturones de radiación y la variedad de ondas electromagnéticas, incluidas las originadas en los rayos terrestres, que impactan sobre ellos es vital para las operaciones humanas en el espacio”.

Los científicos Sonwalkar y Reddy trabajan en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería y Minas de la Universidad de Alaska Fairbanks. Ambos cuentan con una destacada trayectoria en el estudio de las ondas electromagnéticas y su influencia en la magnetosfera. Además, Reddy está afiliado al Instituto Geofísico de la UAF, donde continúa su investigación en este campo.