Cinturões de radiação da Terra, duas regiões em forma de rosca de partículas carregadas circundando nosso planeta, foram descobertos há mais de 50 anos, mas seu comportamento ainda não foi completamente compreendido. Agora, novas observações da missão Van Allen Probes da NASA mostram que o mais rápido, a maioria dos elétrons energéticos no cinturão de radiação interno não está presente tanto do tempo quanto se pensava. Os resultados são apresentados em artigo no Journal of Geophysical Research e mostrar que normalmente não há tanta radiação no cinturão interno como se supunha anteriormente - uma boa notícia para espaçonaves voando na região.

As missões espaciais anteriores não foram capazes de distinguir elétrons de prótons de alta energia no cinturão de radiação interno. Mas, usando um instrumento especial, o espectrômetro magnético de elétrons e íons - MagEIS - nas sondas Van Allen, os cientistas puderam observar as partículas separadamente pela primeira vez. O que eles descobriram foi surpreendente - geralmente não há nenhum desses elétrons super-rápidos, conhecidos como elétrons relativísticos, no cinturão interno, ao contrário do que os cientistas esperavam.

"Nós sabemos há muito tempo que existem esses prótons realmente energéticos lá, que pode contaminar as medições, mas nunca tivemos uma boa maneira de removê-los das medições até agora, "disse Seth Claudepierre, autor principal e cientista da Van Allen Probes na Aerospace Corporation em El Segundo, Califórnia.

Dos dois cinturões de radiação, os cientistas há muito entenderam que o cinturão externo é o turbulento. Durante intensas tempestades geomagnéticas, quando partículas carregadas do sol se lançam sobre o sistema solar, o cinturão de radiação externo pulsa dramaticamente, crescendo e diminuindo em resposta à pressão das partículas solares e do campo magnético. Enquanto isso, o cinturão interno mantém uma posição estável acima da superfície da Terra. Os novos resultados, Contudo, mostram que a composição do cinturão interno não é tão constante quanto os cientistas presumiram.

Normalmente, o cinturão interno é composto de prótons de alta energia e elétrons de baixa energia. Contudo, após uma forte tempestade geomagnética em junho de 2015, elétrons relativísticos foram empurrados profundamente para o cinturão interno.

As descobertas foram visíveis devido à forma como o MagEIS foi projetado. O instrumento cria seu próprio campo magnético interno, o que permite classificar as partículas com base em sua carga e energia. Ao separar os elétrons dos prótons, os cientistas puderam entender quais partículas estavam contribuindo para a população de partículas no cinturão interno.

“Quando processamos cuidadosamente os dados e removemos a contaminação, podemos ver coisas que nunca fomos capazes de ver antes, "disse Claudepierre." Esses resultados estão mudando totalmente a maneira como pensamos sobre o cinturão de radiação nessas energias. "

Dada a raridade das tempestades, que pode injetar elétrons relativísticos no cinturão interno, os cientistas agora entendem que normalmente há níveis mais baixos de radiação ali - um resultado que tem implicações para as espaçonaves que voam na região. Saber exatamente quanta radiação está presente pode permitir que cientistas e engenheiros projetem satélites mais leves e baratos, feitos sob medida para suportar os níveis de radiação menos intensos que encontrarão.

Além de fornecer uma nova perspectiva sobre o design de espaçonaves, as descobertas abrem um novo campo para os cientistas estudarem a seguir.

“Isso abre a possibilidade de fazer ciência que antes não era possível, "disse Shri Kanekal, Cientista da missão Van Allen Probes no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, não envolvido com o estudo. "Por exemplo, podemos agora investigar em que circunstâncias esses elétrons penetram na região interna e ver se as tempestades geomagnéticas mais intensas geram elétrons mais intensos ou com mais energia. "