En la región del espacio en las afueras del campo magnético de la Tierra, la NASA ha detectado que los electrones aceleran a casi la velocidad de la luz – y nadie puede explicar por qué.

De hecho, nuestra comprensión actual de la física de partículas dice que este tipo de aceleración debería ser imposible fuera de la magnetósfera, y ahora los físicos están tratando de averiguar qué tipo de fuerza puede estar empujándolos a tales velocidades.

«Este es un caso desconcertante porque estamos viendo electrones energéticos donde pensamos que no podría ocurrir, y no hay un modelo que se adapte», dice uno de los investigadores, David Sibeck del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. «Hay un vacío en nuestro conocimiento.»

Los electrones de alta velocidad fueron detectados por la NASA la misión THEMIS, que envió cinco satélites a la órbita de la Tierra para observar cómo el campo magnético protector de nuestro planeta captura y libera los vientos solares y la radiación cósmica.

Su objetivo principal era ayudar a los científicos a entender lo que desencadena las tormentas geomagnéticas que pueden causar estragos en los sistemas de comunicaciones en la Tierra, pero una vez que llegaron cerca de las afueras del campo magnético de la Tierra, se generó todo un nuevo conjunto de preguntas.

Los electrones de alta energía son constantemente lanzados contra nosotros desde el Sol, pero son desviados por nuestro campo magnético antes de que puedan convertir en una seria amenaza.

Cuando se produce esta interacción, los electrones se encuentran con la capa más externa de la magnetosfera llamada «bow shock» («arco de choque»), y el campo magnético se ralentiza, haciendo que la mayoría de ellos se desvíe hacia el espacio.

Sin embargo, algunos de ellos se reflejan de vuelta hacia el Sol, formando una banda de alta energía, electrones súper rápidas en las afueras de la magnetósfera.

Durante décadas, se ha supuesto que estos electrones consiguieron su energía y velocidad al ir y venir a través del arco de choque.

Los físicos pensaban que cada vez que estas partículas chocaban con nuestro escudo magnético, tomaban más energía, y podían acelerarse a casi la velocidad de la luz.

Pero las nuevas observaciones de los satélites THEMIS han revelado que los electrones también pueden obtener energía a través de la actividad electromagnética en la misma región a las afueras del campo magnético – y nadie puede explicar cómo.

De hecho, parece que estos electrones ni siquiera llegaron a la onda de choque.

«Los electrones no podrían haber originado del arco de choque, como se había pensado anteriormente», dice la NASA.

«Si los electrones se aceleraron en el arco de choque, deberían tener una dirección de movimiento regular y ubicación – en línea con el campo magnético y alejándose de la onda de choque en una región pequeña, específica.»

En su lugar, el equipo encontró que los electrones se mueven en todas las direcciones, y no sólo a lo largo de líneas del campo magnético.

Los investigadores han llegado a la conclusión de que la causa de la aceleración de los electrones debe originarse dentro de la región límite.

«Estos hallazgos pueden cambiar las teorías aceptadas sobre cómo los electrones se pueden acelerar no sólo en choques cerca de la Tierra, sino también en todo el Universo», dice la NASA.

Los planes del equipo son recopilar datos de los satélites THEMIS para averiguar cómo exactamente estos electrones se aceleran a esas increíbles velocidades, pero uno de los investigadores, Lynn Wilson, sugiere que tenemos que empezar a pensar en escalas mucho menores con el fin de encontrar las respuestas.

Los resultados han sido publicados en la revista Physical Review Letters.