Usando a sonda Van Allen da NASA, uma nova pesquisa revela que os cintos de radiação Van Allen contém uma barreira quase impenetrável que previne que os elétrons mais rápidos e energéticos atinjam a Terra.
Este filme mostra como as partículas se movem através dos cinturões de radiação da Terra, os grandes anéis ao redor da Terra. A esfera no meio mostra uma nuvem de material mais frio chamado de plasmasfera, é ela que ajuda a manter os elétrons mais rápidos dos cinturões de radiação, distantes da Terra. Crédito de imagem: NASA / Goddard / Estúdio de Visualização Cientifica.
Os cinturões de Van Allen são uma coleção de partículas carregadas, reunidas num mesmo lugar pelo campo magnético da Terra. Eles podem aumentar e diminuir de cordo com a energia recebida do sol, às vezes, inchando o suficiente para expor satélites em órbita baixa da Terra sendo prejudicados pela radiação. A descoberta da drenagem que atua como uma barreira dentro dos cintos foi feita usando a sondas Van Allen da NASA, lançadas em agosto de 2012 para estudar a região.
“Esta barreira para os elétrons ultra-rápidos é uma característica marcante dos cinturões”, disse Dan Baker, cientista espacial na Universidade do Colorado em Boulder e primeiro autor do estudo. “Somos capazes de estudá-la pela primeira vez, porque nunca tivemos tais medições precisas desses elétrons de alta energia antes.”
Entender o que dá aos cinturões de radiação a sua forma e o que pode afetar a maneira como eles incham ou encolhem ajuda os cientistas a prever o aparecimento dessas alterações. Tais previsões podem ajudar os cientistas protegerem os satélites na área da radiação.
Os cinturões de Van Allen foi a primeira descoberta da era espacial, medido com o lançamento de um satélite norte-americano, Explorer 1, em 1958. Nas décadas seguintes, os cientistas descobriram que o tamanho dos dois cinturões pode mudar, ou fundir-se, ou mesmo separar em três cintos ocasionalmente. Mas geralmente o cinturão interno se estende de 400 a 6.000 milhas acima da superfície da Terra e os trechos do cinturão externo de 8.400 para 36.000 milhas acima da superfície da Terra.
Uma fenda de espaço bastante vazio normalmente separa os cintos. Mas, o que os mantém separados? Porque é que existe uma região entre eles sem elétrons?
Com essa nova barreira descoberta, os dados da sonda mostram que a borda interna do cinturão externo, de fato é altamente pronunciada. Para os elétrons mais rápidos e com mais energia essa margem tem uma fronteira bem nítida que em circunstancias normais, os elétrons não podem penetrar.
“Quando você olha para os elétrons realmente enérgicos, eles só podem vir até uma determinada distância da Terra”, disse Shri Kanekal, o cientista-adjunto da missão para as sondas de Van Allen no Centro Espacial de Sobrevoo Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland e co-autor da publicação da revista Nature. “Isso é completamente novo. Nós certamente não esperávamos por isso.”
A equipe analisou as possíveis causas. Eles determinaram que as transmissões feitas pelos humanos não eram a causa da barreira. Eles também analisaram as causas físicas. Poderia a própria forma do campo magnético ao redor da Terra causar a barreira? Os cientistas estudaram e eliminaram essa possibilidade. E sobre a presença de outras partículas espaciais? Esta parece ser a causa mais provável.
Os cinturões de radiação não são as únicas estruturas de partículas ao redor da Terra. Uma gigantesca nuvem de partículas relativamente frias, carregadas, chamadas plasmasfera enche a região ultraperiférica da atmosfera da Terra, começando a cerca de 600 milhas acima e estendendo-se parcialmente no exterior cinturão de Van Allen. As partículas no limite externo da plasmasfera no cinturão de radiação externa se dispersam, sendo removidas do cinturão.
Este efeito de dispersão é relativamente fraco e pode não ser suficiente para manter os elétrons da fronteira no lugar, exceto por um capricho da geometria: Os elétrons do cinturão de radiação movem-se incrivelmente rápido, mas não em direção à Terra. Em vez disso, eles se movem em círculos gigantes em torno da Terra. Os dados das sondas Van Allen mostram que na direção em direção à Terra, os elétrons mais energéticos têm muito pouco movimento, apenas uma tração suave, lenta que ocorre ao longo de meses. Este é um movimento lento e fraco que pode ser repelidos pela dispersão causada pela plasmasfera.
Isso também ajuda a explicar por que, sob condições extremas, quando um vento solar especialmente forte ou uma erupção solar, gigante, como uma ejeção de massa coronal envia nuvens de material no espaço próximo à Terra, os elétrons do cinturão externo pode ser empurrados para dentro da região geralmente vazia entre as correias.
“A dispersão devido a plasmasfera é forte o suficiente para criar uma parede na borda interna do exterior do cinturão de Van Allen”, disse Baker. “Mas um evento de vento solar forte faz com que o limite da plasmasfera mova-se para dentro”.
A entrada maciça de matéria do sol pode corroer na plasmasfera exterior, movendo-se para dentro de suas fronteiras e permitindo que elétrons dos cinturões de radiação do espaço se movam mais para dentro também.
Fonte: NASA via Scitechdaily
