Planifici o excursie pe Marte? Luați o mulțime de ecranare. Conform senzorilor de pe nava spațială ACE (Advanced Composition Explorer) a NASA, razele cosmice galactice tocmai au atins un nivel de vârstă spațială.
„În 2009, intensitățile razelor cosmice au crescut cu 19% dincolo de ceea ce am văzut în ultimii 50 de ani”, spune Richard Mewaldt, din Caltech. „Creșterea este semnificativă și ar putea însemna că trebuie să ne gândim din nou la cât de mult iau astronauții care protejează radiațiile în misiunile spațiale profunde.”
Cauza creșterii este minimul solar, o adâncime a activității solare, care a început în jurul anului 2007 și continuă și astăzi. Cercetătorii au știut de mult că razele cosmice se ridică atunci când activitatea solară scade. În prezent, activitatea solară este la fel de slabă cum a fost în timpurile moderne, creând scena pentru ceea ce Mewaldt numește „o furtună perfectă de raze cosmice”.
"Experimentăm cel mai profund minim de solar în aproape un secol", spune Dean Pesnell, de la Goddard Space Flight Center, "deci nu este de mirare că razele cosmice sunt la niveluri record pentru Epoca Spațială."
Razele cosmice galactice provin din afara sistemului solar. Sunt particule subatomice - în principal protoni, dar și unele nuclee grele - accelerate până la viteza aproape ușoară prin explozii de supernova îndepărtate. Razele cosmice provoacă „dușuri de aer” ale particulelor secundare atunci când ating atmosfera Pământului. Ele reprezintă un pericol pentru sănătate pentru astronauți. Și o singură rază cosmică poate dezactiva un satelit dacă lovește un circuit integrat nefericit.
Câmpul magnetic al soarelui este prima noastră linie de apărare împotriva acestor particule energice foarte încărcate. Întregul sistem solar de la Mercur până la Pluton și nu numai este înconjurat de o bulă de magnetism solar numită „heliosfera”. Izvorăște din dinamul magnetic interior al soarelui și este umflat în proporții gargantuan de vântul solar. Atunci când o rază cosmică încearcă să intre în sistemul solar, aceasta trebuie să lupte prin straturile exterioare ale heliosferei; și dacă o face înăuntru, există o groapă de câmpuri magnetice care așteaptă să se împrăștie și să devieze intrusul.
„În perioadele cu activitate solară scăzută, această ecranare naturală este slăbită, iar mai multe raze cosmice pot ajunge la sistemul solar interior”, explică Pesnell.
Mewaldt enumeră trei aspecte ale minimului solar actual care se combină pentru a crea furtuna perfectă:
(1) Câmpul magnetic al soarelui este slab. „A existat o scădere accentuată a câmpului magnetic interplanetar (FMI) al soarelui, până la doar 4 nanoTesla (nT) de la valorile tipice de la 6 la 8 nT,” spune el. „Acest FMI scăzut record contribuie, fără îndoială, la fluxurile de raze cosmice înregistrate.”
(2) Eolianul solar semnalizează. „Măsurătorile navei spațiale Ulysses arată că presiunea solară a vântului este la o valoare minimă de 50 de ani”, continuă el, astfel încât bula magnetică care protejează sistemul solar nu este umflată la fel de de obicei. O bulă mai mică oferă razelor cosmice o lovitură mai scurtă în sistemul solar. Odată ce o rază cosmică intră în sistemul solar, ea trebuie să „înoate în amonte” împotriva vântului solar. Vitezele solare ale vântului au scăzut la niveluri foarte scăzute în 2008 și 2009, ceea ce face mai ușor decât de obicei să se desfășoare o rază cosmică.
(3) Foaia curentă se aplatizează. Imaginează-ți soarele purtând o fustă de balerină la fel de largă ca întregul sistem solar, cu un curent electric care curge de-a lungul pliurilor ondulate. Aceasta este „foaia curentă heliosferică”, o vastă zonă de tranziție în care polaritatea câmpului magnetic al soarelui se schimbă de la plus (nord) la minus (sud). Foaia actuală este importantă, deoarece razele cosmice tind să fie ghidate de pliurile sale. În ultima perioadă, foaia actuală s-a aplatizat, permițând razelor cosmice un acces mai direct la sistemul solar interior.
„Dacă aplatizarea continuă așa cum s-a întâmplat în minime solare anterioare, am putea vedea fluxurile de raze cosmice sări până la 30% peste nivelul maxim al perioadei anterioare a Vârstei Spațiale”, prezice Mewaldt.
Pământul nu este în pericol mare din razele cosmice suplimentare. Atmosfera planetei și câmpul magnetic se combină pentru a forma un scut formidabil împotriva radiațiilor spațiale, protejând oamenii la suprafață. Într-adevăr, am rezistat furtuni mult mai rău decât aceasta. Cu sute de ani în urmă, fluxurile de raze cosmice erau cu cel puțin 200% mai mari decât acum. Cercetătorii știu acest lucru deoarece atunci când razele cosmice lovesc atmosfera, acestea produc izotop beriliu-10, care este păstrat în gheața polară. Examinând nucleele de gheață, este posibil să estimați fluxurile de raze cosmice mai mult de o mie de ani în trecut. Chiar și cu creșterea recentă, razele cosmice de astăzi sunt mult mai slabe decât au fost uneori în mileniul trecut.
„Era spațială a cunoscut până acum o perioadă de activitate relativ mică a razelor cosmice”, spune Mewaldt. „Acum putem reveni la niveluri tipice secolelor trecute.”
Nava spațială NASA va continua să monitorizeze situația pe măsură ce minimul solar se va desfășura. Fii la curent cu actualizările.
