El campo magnético de la Tierra, resulta ser un maestro del atrapamiento. Atrae partículas cargadas eléctricamente desde el espacio hacia un corral invisible con forma de dona alrededor de nuestro planeta llamado corriente anular. Este enjambre cautivo de partículas cargadas juega un papel importante en cómo la Tierra reacciona a las condiciones cambiantes en el espacio —clima espacial—, lo que puede afectar la tecnología de la que dependemos, como satélites y redes eléctricas. Sin embargo, a pesar de décadas de estudio, todavía hay mucho que no sabemos sobre esta celda de detención celestial.

La NASA se prepara para lanzar una misión diseñada para proporcionar una vista única, de adentro hacia afuera, de la corriente anular. Llamada STORIE —Storm Time O+ Ring current Imaging Evolution—, está programada para lanzarse en mayo a bordo de la 34ª misión de servicios de reabastecimiento comercial de SpaceX a la Estación Espacial Internacional para la NASA. La misión vuela como parte de la carga útil del Programa de Pruebas Espaciales —Houston 11 (STP-H11), una asociación entre la Fuerza Espacial de EE. UU. y la NASA. Una vez que se instale robóticamente en el exterior de la estación espacial (se espera unos días después de su llegada), STORIE mirará hacia afuera a la corriente anular, ayudando a los científicos a responder preguntas de larga data sobre cómo crece y se encoge y de qué tipo de partículas está hecha.

“Estas partículas tienen impactos importantes en el clima espacial”, dijo Alex Glocer, investigador principal de STORIE en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, donde se diseñó y construyó el instrumento. “Queremos entender cómo se acumula esa población atrapada y de dónde viene”.

Estos detalles son especialmente importantes durante las tormentas solares, cuando las erupciones del Sol pueden provocar perturbaciones magnéticas en la Tierra. Similar a los cinturones de radiación de Van Allen de la Tierra pero lleno de partículas de menor energía, la corriente anular tiende a fluctuar en tamaño, forma e intensidad de manera más dramática que los cinturones de radiación durante las tormentas solares. Además, en la corriente anular, las partículas cargadas positivamente y las cargadas negativamente fluyen en direcciones opuestas, creando corrientes eléctricas. Por lo tanto, los cambios allí pueden provocar fluctuaciones magnéticas y corrientes inducidas en el suelo, afectando potencialmente a tuberías y líneas eléctricas. La corriente anular también puede contribuir a la acumulación de carga en la superficie de los satélites en órbita terrestre, lo que puede provocar fallos en las naves espaciales. Además, cuando la energía aumenta en la corriente anular, parte de esa energía se transfiere a la atmósfera superior, haciendo que se caliente, se expanda y cree más arrastre en los satélites, lo que puede hacer que la nave espacial se desorbite antes de lo esperado.

Sin embargo, es difícil estudiar la corriente anular directamente porque las partículas en su interior son invisibles. “No puedes simplemente fotografiarlas con una cámara”, explicó Glocer. En su lugar, STORIE buscará el resplandor de átomos neutros energéticos, o ENA, que se forman cuando las partículas cargadas atrapadas en la corriente anular logran escapar. Las partículas ganan su libertad robando un electrón de la atmósfera exterior de la Tierra, conocida como exosfera, y se vuelven neutras. “Una vez que esas partículas cargadas se vuelven neutras, ya no sienten los efectos del campo magnético de la Tierra y ya no están atrapadas”, dijo Glocer. “Pueden volar en cualquier dirección”.

Al medir la velocidad y dirección de los ENA, STORIE podría ayudar a responder preguntas de larga data sobre los orígenes de las partículas en la corriente anular —si son suministradas por una corriente de partículas que fluye desde el Sol, conocida como viento solar, o desde la Tierra. El equipo de STORIE diseñó el instrumento para prestar especial atención a los átomos de oxígeno cargados positivamente (O+) porque, según Glocer, “Cuando ves oxígeno, eso proviene de la atmósfera. Obtienes muy poco de eso del viento solar”. Si STORIE encuentra muchos átomos de oxígeno, los científicos sabrán que la corriente anular es suministrada en gran parte por la atmósfera terrestre, en lugar del viento solar.

Glocer y otros científicos también quieren descubrir si la población de partículas cargadas de la corriente anular