El cinturón de radiación de Urano no es débil, simplemente está torcido
Cuando se trata de protegerse de los intrusos, los cinturones de Urano tienen algunos puntos débiles sospechosos.
El JWST ha revelado Urano como nunca antes, pero sólo los datos de Urano de hace 40 años pueden explicar el cinturón de radiación extrañamente débil que encontró la nave espacial.
Crédito de imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, con procesamiento de imágenes de Joseph DePasquale (STSci)
Han pasado casi cuarenta años desde que la Voyager 2 examinó Urano, dejando atrás grandes misterios. Tres científicos planetarios creen haber demostrado que dos de ellos están conectados: por qué sus cinturones de radiación de protones son tan débiles y por qué su campo magnético está desequilibrado, posiblemente resolviendo uno de ellos.
Los campos magnéticos afectan los movimientos de las partículas cargadas, y un campo poderoso como el de la Tierra hace que partículas de alta energía provenientes del espacio giren alrededor del planeta. La interacción de las partículas del viento solar y el campo magnético de la Tierra produce los cinturones de Van Allen (aquellos que, según quienes niegan el alunizaje, no pueden ser cruzados por seres vivos), protegiendo la atmósfera en el proceso.
Otros planetas con campos magnéticos tienen cinturones similares, pero los campos magnéticos de Urano y Neptuno son extraños. En el caso de Urano, está inclinado casi 60 grados con respecto al eje de rotación del planeta, a diferencia de los de la Tierra, Júpiter y Saturno, que están mucho más alineados. Tampoco está centrado cerca del centro del planeta, sino a un tercio del camino hacia el polo sur. La Voyager 2 informó que el campo magnético es fuerte, pero el cinturón de radiación es débil. Matthew Acevski, estudiante de doctorado del Imperial College London, y sus colegas sostienen que esto se debe en parte a la naturaleza descentralizada del campo.
Utilizando el algoritmo de Boris, un método para calcular los movimientos de partículas cargadas, Acevski y sus coautores probaron cómo el campo magnético asimétrico debería afectar el comportamiento de los protones que quedan capturados. Descubrieron que la asimetría del campo hace que las partículas se muevan a diferentes velocidades mientras giran en círculos. Los protones se acumulan en lugares donde se mueven lentamente y se dispersan donde su movimiento es más rápido.
"Esto es análogo a cómo se forman los atascos en una carretera de circunvalación. Cuando los coches viajan más lento, se produce un tráfico más denso; si los coches viajan más rápido, el tráfico está más disperso", dijo Acevski a Space.com.
Dado que la Voyager 2 no orbitó alrededor de Urano, sino que sólo lo examinó en el camino, los autores sospecharon que no se trata tanto de que el cinturón de radiación sea débil, sino de que nuestro único visitante midió un área agotada.
El equipo modeló dónde se moverían los protones más rápido y más lento y concluyó que la Voyager 2 pasó por un área de agotamiento.
En particular, el efecto sólo se aplica realmente a los protones. Las masas de los electrones son mucho más bajas que sus trayectorias apenas se ven alteradas por la asimetría, lo que coincide con la Voyager 2 que informa sobre un fuerte cinturón de radiación de electrones.
Por muy claro que sea, los autores reconocen que su trabajo no explica mediciones tan bajas como las que realizó la Voyager 2. "Es posible que con la inclusión de una dinámica de sistemas más compleja, este efecto contribuya de manera más significativa a esta deficiencia", escriben.
Si el orbitador de Urano propuesto llega a buen término, la parte inexplicable de la debilidad puede ser uno de los misterios más fáciles de resolver, pero es incierto si esto sucederá mientras el retorno de muestras de Marte consume la mayor parte del presupuesto de exploración de la NASA.
El campo magnético de Neptuno tiene casi el mismo ángulo que el de Urano, pero las mediciones de la Voyager de su cinturón de radiación de protones fueron sólidas. Queda por ver si esta diferencia es real o una consecuencia de las áreas por las que pasó la Voyager 2.
El estudio se publica en acceso abierto en la revista Geophysical Research Letters.