p Os cinturões de radiação da Terra e de Saturno diferem mais fortemente do que se pensava anteriormente. Nestes cintos, partículas muito energéticas, como elétrons e prótons, mover-se ao redor do planeta em alta velocidade - capturado por seu campo magnético. No caso da Terra, o vento solar, uma corrente de partículas carregadas do Sol variando em intensidade, controla a intensidade do cinto de radiação direta e indiretamente. Os cinturões de radiação de Saturno, Contudo, desenvolvem-se de forma totalmente independente do vento solar e, em vez disso, são decisivamente influenciados pelas luas do gigante gasoso. Esses resultados foram publicados na revista Nature Astronomy por um grupo de pesquisadores do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS) na Alemanha, co-liderando o estudo mais abrangente sobre o assunto até o momento. A chave para as novas descobertas são as medições do instrumento MIMI-LEMMS a bordo da sonda espacial Cassini da NASA, que explorou o sistema de Saturno por mais de 13 anos antes de seu mergulho no planeta em 15 de setembro deste ano. p A atividade do Sol - e com ela a força do vento solar - segue um ciclo de onze anos. Investigar a influência de longo prazo do vento solar nos cinturões de radiação de um planeta requer paciência - e missões espaciais de extensão considerável. "Se a missão da Cassini para o sistema de Saturno tivesse terminado depois de quatro anos, como inicialmente planejado, nunca teríamos sido capazes de alcançar esses resultados, "explica o Dr. Elias Roussos, do MPS. Felizmente, a missão foi estendida várias vezes. O Instrumento de Imagem Magnetosférica (MIMI) com seu detector de partículas de alta energia (LEMMS) a bordo da Cassini foi, portanto, capaz de registrar a distribuição de partículas carregadas nas proximidades de Saturno durante um período de tempo que inclui um ciclo solar completo. "Esses dados in-situ extensos nos cinturões de radiação de um planeta estão disponíveis apenas para a Terra, "diz o pesquisador do MPS Dr. Norbert Krupp, que chefia a equipe MIMI-LEMMS.

p Como mostram os dados da Cassini, Os cinturões de radiação de prótons de Saturno são gigantescos:eles vão desde o anel mais interno do planeta até a órbita da lua Tethys - e, portanto, mais de 285, 000 quilômetros no espaço. Uma diferença decisiva para a Terra:enquanto nossa lua está localizada muito além dos limites da magnetosfera e dos cinturões de radiação, Os cinturões de radiação de Saturno contêm vários de seus satélites, como as grandes luas de Janus, Mimas, e Enceladus. "As luas de Saturno influenciam os cinturões de radiação de forma decisiva, "diz Krupp. Eles agem como uma espécie de barreira em partículas muito energéticas, particularmente prótons. Quaisquer prótons que se difundam mais para dentro a partir de seu local de origem são absorvidos e, portanto, interrompidos quando interagem com a lua. "Isso cria áreas no cinturão de radiação que são completamente isoladas umas das outras, "diz Roussos. Ao contrário de Saturno, partículas que surgem fora dos cinturões de radiação da Terra podem viajar para dentro e reabastecer seu conteúdo.

p Na terra, as partículas de alta energia que formam os cinturões de radiação têm duas origens. Alguns são fornecidos diretamente pelo vento solar. Outros resultam de prótons incidentes de energia extrema originários de nossa Galáxia, chamados Raios Cósmicos Galácticos. Quando os Raios Cósmicos Galácticos alcançam a atmosfera do planeta, ele põe em movimento uma cadeia de reações, no final do qual elétrons e prótons de alta energia são criados. Uma vez que o vento solar protege parcialmente e, portanto, modula esta radiação cósmica, a atividade do Sol também desempenha um papel decisivo neste processo.

p No sistema saturnino, isso é diferente. “Nos primeiros anos da missão Cassini, observamos que o vento solar pode causar mudanças dramáticas na magnetosfera de Saturno, "diz Roussos." No entanto, esta influência direta parou abruptamente na órbita da lua Tétis. "

p No entanto, a princípio tudo indicava que o vento solar ainda ajuda a moldar os cinturões de radiação - mesmo que indiretamente:os primeiros anos da missão Cassini coincidiram com um declínio da atividade do Sol; a intensidade dos cinturões de radiação aumentou conforme o esperado. No período de 2010 a 2012, Contudo, houve uma queda rápida de intensidade que não pode ser atribuída à modulação do vento solar dos Raios Cósmicos Galácticos, que muda em escalas de tempo muito mais longas. E também tempestades solares, erupções violentas de partículas e radiação do Sol, não poderia ter sido responsável. Embora repetidamente na Terra tais eventos causem um declínio repentino de intensidade, extensas simulações realizadas pelos pesquisadores mostram, que esse efeito também não pode explicar a queda ao longo do ano testemunhada pela Cassini.

p Em vez, os cientistas suspeitam que a radiação ultravioleta extrema do Sol pode ser a responsável. Essa radiação pode aquecer localmente a atmosfera de um planeta. Os ventos turbulentos resultantes transmitem essa informação para a ionosfera, que é "ancorada" na magnetosfera através do campo magnético do planeta. Como resultado, os prótons nos cinturões de radiação se espalham com muito mais eficiência do que o normal. No caminho deles, eles encontram as luas de Saturno e são absorvidos:a intensidade dos cinturões de radiação diminui significativamente. "Observamos que a queda de intensidade nos cinturões de radiação de prótons de Saturno coincide exatamente com fortes mudanças na radiação EUV do Sol, “Roussos descreve os novos resultados. Portanto, é possível que, embora o vento solar não tenha impacto sobre os cinturões de radiação, o Sol ainda pode.

p "Nossas análises também nos lembram o quão fortemente as propriedades dos cinturões de radiação dependem da estrutura do sistema planetário particular, isso é, a posição e o número de luas para o caso de Saturno ", diz Roussos. Esse conhecimento também pode ser útil para um olhar além da borda do sistema solar:se no futuro os cinturões de radiação de um exoplaneta pudessem ser detectados, esses dados também podem conter indiretamente informações sobre as propriedades e a estrutura do sistema.