În anii '50 și chiar înainte de începerea marii „Curse spațiale”, oameni de știință precum Kristian Birkeland, Carl Stormer și Nicholas Christofilos acordaseră o atenție deosebită unei teorii - una care implica particule încărcate și încărcate într-un inel din jurul Pământului. Această gogoșă plasmatică ținută pe locul câmpului magnetic al planetei noastre a fost confirmată ulterior de primele trei misiuni Explorer sub conducerea Dr. James Van Allen. Alimentate de vânturi solare sau de raze cosmice, cunoștințele existenței lor erau chestiile de coșmaruri pentru un public în uniformă. În timp ce „radiația” poate afecta obiectele care trec prin ea, aceasta nu ajunge pe Pământ și această realizare a provocat rapid temeri de moarte. Cu toate acestea, există încă multe întrebări fără răspuns despre centurile de radiație Van Allen care mistifică știința modernă.
De-a lungul anilor am aflat că aceste zone de radiații sunt alcătuite din electroni și particule încărcate energetic. Am documentat faptul că pot micsora și umfla în funcție de cantitatea de energie solară pe care o primesc, dar ceea ce cercetătorii nu au reușit să identifice este exact ceea ce provoacă aceste răspunsuri. Particulele vin și particulele merg, dar nu există un răspuns solid fără dovezi. O întrebare relevantă a fost de a determina dacă particulele scapă în spațiul interplanetar atunci când centurile se micșorează - sau cad pe Pământ? Până acum, a fost o enigmă, dar un nou studiu care utilizează mai multe nave spațiale în același timp a fost să urmărească particulele și să urmărească urmele.
„Pentru o lungă perioadă de timp, s-a crezut că particulele vor precipita în jos din curele”, spune Drew Turner, un om de știință de la Universitatea din California, Los Angeles și primul autor pe o lucrare despre aceste rezultate care apare online în Nature Physics în ianuarie. 29, 2012. „Dar mai recent, cercetătorii au afirmat că poate particule ar putea să se extindă spre exterior. Rezultatele noastre pentru acest eveniment sunt clare: nu am observat nicio creștere a precipitațiilor descendente. "
Din octombrie până în decembrie 2003, centurile de radiații s-au umflat și s-au redus ca răspuns la furtunile geomagnetice în timp ce particulele au intrat și au scăpat de centuri. Credit: Studiul de vizualizare științifică NASA / Goddard
Acesta nu este doar un răspuns simplu la o întrebare simplă. Înțelegerea mișcării particulelor poate juca un rol esențial în protejarea sistemelor noastre de satelit pe măsură ce trec prin centurile Van Allen - și extensiile sale de radiații. După cum știm, Soarele produce cantități abundente de particule încărcate în vânturile stelare și - uneori - poate exploda în direcția noastră în timpul ejectărilor de masă coronală (CME) sau fronturilor de șoc cauzate de vânturile solare rapide care depășesc vânturile mai lente numite regiuni de interacțiune co-rotativă -CIRs). Când ne-au îndreptat drumul, ei perturbă magnetosfera Pământului într-un eveniment cunoscut sub numele de furtună geomagnetică. În timpul unei „furtuni”, se știe că particulele de curea de radiație scad și golesc centura în câteva ore ... o epuizare care poate dura câteva zile. Deși acest lucru este documentat, pur și simplu nu știm cauza, cu atât mai puțin ceea ce determină părăsirea particulelor!
Pentru a obține o abordare mai fermă a ceea ce se întâmplă, este nevoie de mai multe nave spațiale care să măsoare schimbările în mai multe puncte în același timp. Acest lucru permite oamenilor de știință să stabilească dacă o acțiune care se întâmplă într-un loc afectează altul în altă parte. În timp ce așteptăm cu nerăbdare rezultatele misiunii Radius Belt Storm Probes (RBSP), aceasta nu este programată să se lanseze până în august 2012. La interviu, cercetătorii au combinat date de la două nave spațiale separate pentru a stabili din timp ce se întâmplă în timpul unui eveniment pierdere.
„Intrăm într-o epocă în care mai multe nave spațiale sunt cheie”, spune Vassilis Angelopoulos, un om de știință spațial la UCLA, și investigatorul principal pentru THEMIS și coautor pe hârtie. „A fi capabil să unim o flotă de resurse disponibile într-un singur studiu devine din ce în ce mai mult o necesitate pentru a transforma un colț în înțelegerea mediului Pământului.”
Deci, de unde au venit aceste informații de asistență timpurie? Din fericire, echipa a putut observa o mică furtună geomagnetică care a avut loc pe 6 ianuarie 2011. Prin implicarea celor trei nave spațiale NASA THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions in Substorms), două GOES (Geostationary Operational Environment Satellite), operate de Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA) și șase POES (Polar Operațional Satelit de Mediu), conduse în comun de NOAA și Organizația Europeană pentru Exploatarea Sateliților Meteorologici (EUMETSAT), au reușit să prindă electroni care se apropie de viteza luminii în timp ce au căzut din centură timp de peste șase ore. Orbitând zonele ecuatoriale ale Pământului, navele spațiale THEMIS și GOES sunt doar o parte a echipei. Nava spațială POES trece prin centurile de radiații de mai multe ori pe zi, în timp ce traversează la o altitudine mai mică și în apropiere de stâlpi. Prin combinarea datelor, oamenii de știință au reușit să ia mai multe puncte de observație și au dovedit - fără doar și poate - că particulele părăseau centura pe calea spațiului și nu se întorceau pe Pământ.
„A fost o furtună foarte simplă”, spune Turner. „Nu este un caz extrem, așa că credem că este destul de tipic pentru ceea ce se întâmplă în general și rezultatele în curs din studiile statistice simultane susțin acest lucru.”
În acest timp, nava spațială a observat, de asemenea, o zonă cu densitate joasă a centurilor Van Allen, care apăreau de-a lungul periferiei și se deplasau spre interior. Aceasta părea a fi o indicație că particulele erau legate exterior. Dacă aceasta a fost o întâmplare normală, este de rezonabil că un tip de „undă” trebuie să asiste mișcarea, permițând particulelor să ajungă la limita de evacuare exterioară. Descoperirea exact a ceea ce declanșează acest mecanism de evadare va fi unul dintre locurile de muncă pentru RBSP, spune David Sibeck la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Md., Care este omul de știință al misiunii NASA pentru RBSP și om de știință al proiectului pentru THEMIS.
"Acest tip de cercetare este o cheie pentru înțelegerea și, în cele din urmă, prezicerea unor evenimente periculoase în centurile de radiații ale Pământului", spune Sibeck. „Este un excelent exemplu complet despre ceea ce ne putem aștepta să vedem pe parcursul viitoarei misiuni RBSP.”
Sursa de poveste originală: Comunicat de presă NASA THEMIS.
