Attorno alla Terra ci sono due enormi anelli, chiamati cinture di radiazione di Van Allen, di ioni ed elettroni altamente energizzati. Vari processi possono accelerare queste particelle a velocità relativistiche, che mettono in pericolo le navicelle abbastanza sfortunate da entrare in queste bande giganti di radiazioni dannose. Gli scienziati avevano precedentemente identificato alcuni fattori che potrebbero far sì che le particelle nelle cinture diventino altamente energizzate, ma non sapevano quale causa domina.
Ora, con una nuova ricerca delle sonde Van Allen della NASA e Time History of Events and Macroscale Interactions durante le missioni Substorms—THEMIS, pubblicato in Lettere di ricerca geofisica , il verdetto è in. Il principale colpevole è un processo noto come accelerazione locale, causati da onde elettromagnetiche chiamate onde chorus. Prende il nome dai loro caratteristici toni ascendenti, ricorda il cinguettio degli uccelli, le onde corali accelerano le particelle spingendole avanti come una mano ferma che spinge ripetutamente un'oscillazione. Questo processo non era una teoria ampiamente accettata prima della missione Van Allen Probes.
Stabilire la causa principale dei miglioramenti della fascia di radiazioni fornisce informazioni chiave per i modelli che prevedono il tempo spaziale e quindi proteggono la nostra tecnologia nello spazio.
"Abbiamo avuto studi in passato che guardano a singoli eventi, quindi sapevamo che l'accelerazione locale sarebbe stata importante per alcuni degli eventi, ma penso che sia stata una sorpresa quanto fosse importante l'accelerazione locale, " ha detto Alex Boyd, autore principale e ricercatore presso il New Mexico Consortium, Los Alamos, Nuovo Messico. "I risultati finalmente affrontano questa principale controversia che abbiamo avuto sulle cinture di radiazioni per un certo numero di anni".
Ci sono due principali cause di energizzazione delle particelle nelle cinture di Van Allen:diffusione radiale e accelerazione locale. diffusione radiale, che spesso si verifica durante le tempeste solari, enormi flussi di particelle, energia e campi magnetici dal Sole, che può alterare il nostro ambiente spaziale:avvicina lentamente e ripetutamente le particelle alla Terra, dove ottengono energia dai campi magnetici che incontrano. Molti scienziati pensavano da tempo che questo fosse il principale, o anche solo, causa di energizzazione.
Però, all'inizio della sua missione, le sonde di Van Allen hanno mostrato che l'accelerazione locale, che è causato da particelle che interagiscono con onde di campi elettrici e magnetici fluttuanti può anche fornire energia alle particelle. La nuova ricerca, che ha esaminato quasi un centinaio di eventi in quasi cinque anni, mostra che queste interazioni onda-particella sono responsabili dell'energia delle particelle intorno alla Terra per l'87% delle volte.
Gli scienziati sapevano che l'accelerazione locale era all'opera perché hanno osservato montagne di particelle energetiche crescere in un punto, come prevede il meccanismo di accelerazione locale, piuttosto che scivolare verso la Terra come farebbe la diffusione.
Questa è una grande percentuale per un processo che non era percepito come un candidato forte nemmeno cinque anni fa. "La diffusione radiale è decisamente importante per le fasce di radiazione, ma le interazioni onda-particella sono molto più importanti di quanto pensassimo, " disse Geoff Reeves, coautore presso il New Mexico Consortium.
