La Terra viene costantemente martellata da particelle cariche emesse dal sole con una potenza sufficiente per rendere quasi impossibile la vita sulla Terra. La vita è possibile solo perché il campo magnetico terrestre intrappola e devia queste particelle, impedendo alla stragrande maggioranza di loro di raggiungere la superficie del pianeta. Le particelle intrappolate rimbalzano avanti e indietro tra i poli nord e sud in complessi, modelli in continua evoluzione che sono anche influenzati da intricati e mutevoli campi elettrici. Quando le fasce di radiazione di Van Allen in cui viaggiano si immergono nell'atmosfera vicino ai poli, creano le luci del nord (e del sud). Le esplosioni di queste particelle possono anche danneggiare i satelliti e le apparecchiature sensibili a terra.

È quindi fondamentale comprendere la complessità delle cinture di radiazioni. La NASA ha lanciato due satelliti per studiare le fasce di Van Allen, tuttavia, le loro orbite consentono loro solo di esplorare le regioni equatoriali. Ciò limita la nostra capacità di comprendere il flusso di particelle e ci impedisce di prevederne gli effetti su tutti i satelliti.

Per esplorare le regioni più lontane dall'equatore, l'Istituto di Scienze Spaziali e Astronautiche, una divisione della Japan Aerospace Exploration Agency, ha lanciato il satellite Arase nel 2016. Un team di ricerca con sede in Giappone centrato presso l'Università di Kanazawa ha dotato il satellite Arase di più sensori per il Plasma Wave Experiment, che ha sondato il campo elettrico e le onde di plasma nella magnetosfera interna della Terra. Ora, hanno raccolto la loro prima serie di dati dai sensori, che hanno recentemente pubblicato in Terra, Pianeti e spazio .

L'Arase consiste principalmente di rilevatori di campi elettrici e magnetici che coprono un'ampia gamma di frequenze; può anche misurare plasma/particelle in un ampio intervallo di energia. Per migliorare l'efficienza, un computer di bordo studia le correlazioni tra i campi e le particelle prima di inviare sulla Terra solo le informazioni più importanti.

"L'apparecchiatura Plasma Wave Experiment ha superato i controlli iniziali e ha acquisito con successo dati di alta qualità. È stata presa un'enorme quantità di dati sulla forma d'onda burst, e presto dovremmo sapere molto di più sui meccanismi delle interazioni onda-particella che si verificano nella magnetosfera interna rispetto a prima. Un altro punto di forza del nostro progetto è che possiamo anche confrontare i dati satellitari con i dati raccolti simultaneamente a terra. Ci aspettiamo che questi confronti amplieranno notevolmente la nostra comprensione di quest'area della scienza, " dice il primo autore Yoshiya Kasahara.

Capire come gli elettroni e altre particelle vengono scagliati fuori dalla magnetosfera verso la Terra potrebbe essere la chiave per prevedere tali esplosioni e proteggersi da loro.