Circundando a Terra estão dois anéis enormes - chamados de cinturões de radiação de Van Allen - de íons e elétrons altamente energizados. Vários processos podem acelerar essas partículas a velocidades relativísticas, que põem em perigo a espaçonave azarada o suficiente para entrar nessas bandas gigantes de radiação prejudicial. Os cientistas já haviam identificado alguns fatores que podem fazer com que as partículas nas correias se tornem altamente energizadas, mas eles não sabiam qual causa domina.
Agora, com novas pesquisas de Van Allen Probes e Time History of Events e Macroscale Interactions during Substorms — THEMIS — missões, publicado em Cartas de pesquisa geofísica , o veredicto foi dado. O principal culpado é um processo conhecido como aceleração local, causada por ondas eletromagnéticas chamadas ondas de coro. Nomeado após seus tons crescentes característicos, uma reminiscência de pássaros cantando, ondas de coro aceleram as partículas empurrando-as como uma mão firme empurrando repetidamente um balanço. Este processo não era uma teoria amplamente aceita antes da missão Van Allen Probes.
O estabelecimento da causa principal dos aprimoramentos do cinturão de radiação fornece informações importantes para os modelos que prevêem o clima espacial - e, assim, protegem nossa tecnologia no espaço.
"Já fizemos estudos no passado que analisam eventos individuais, então sabíamos que a aceleração local seria importante para alguns dos eventos, mas acho que foi uma surpresa o quão importante foi a aceleração local, "disse Alex Boyd, principal autor e pesquisador do New Mexico Consortium, Los Alamos, Novo México. "Os resultados finalmente abordam esta principal controvérsia que temos tido sobre os cinturões de radiação há vários anos."
Existem duas causas principais de energização de partículas nos cinturões de Van Allen:difusão radial e aceleração local. Difusão radial, que muitas vezes ocorre durante tempestades solares - influxos gigantes de partículas, energia e campos magnéticos do Sol, que pode alterar nosso ambiente espacial - lenta e repetidamente empurra as partículas para mais perto da Terra, onde eles ganham energia dos campos magnéticos que encontram. Muitos cientistas pensaram por muito tempo que este era o principal, ou mesmo apenas, causa da energização.
Contudo, no início de sua missão, as sondas Van Allen mostraram que a aceleração local, que é causada pela interação de partículas com ondas de campos elétricos e magnéticos flutuantes, também pode fornecer energia às partículas. A nova pesquisa, que olhou para quase uma centena de eventos ao longo de quase cinco anos, mostra que essas interações onda-partícula são responsáveis por energizar partículas ao redor da Terra 87 por cento do tempo.
Os cientistas sabiam que a aceleração local estava em ação porque observaram montanhas de partículas energéticas crescendo em um só lugar, como prevê o mecanismo de aceleração local, em vez de deslizar em direção à Terra como a difusão faria.
É uma grande porcentagem para um processo que não era considerado um forte candidato nem cinco anos atrás. "A difusão radial é definitivamente importante para os cinturões de radiação, mas as interações onda-partícula são muito mais importantes do que imaginamos, "disse Geoff Reeves, coautor no New Mexico Consortium.
