Credit de imagine: NASA
Noile cercetări indică faptul că electronii pot naviga pe unde magnetice conduse de vântul solar și se pot accelera până la punctul în care pot provoca daune grave la navele spațiale care orbitează Pământul. Procesul este rezultatul interacțiunii dintre câmpul magnetic al Pământului și fluctuațiile densității vântului solar. Pe măsură ce densitatea vântului solar se schimbă, determină undele din câmpul magnetic să se umple înapoi pe Pământ. Electronii pot fi prinși în aceste onduleuri și răsfoiți pe Pământ atât de repede încât pot deteriora electronice delicate în spațiu.
Electronii „ucigași” capabili să facă ravagii pe navele spațiale orbitante pot „surfa” unde magnetice conduse de vântul solar, potrivit unei echipe de oameni de știință spațiali.
Echipa de la Universitatea Boston și Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA) a combinat observații de la nava spațială NASA și NOAA pentru a identifica un fenomen care explică modul în care vântul solar produce valuri în câmpul magnetic al Pământului (magnetosferă). Electronii obișnuiți care orbitează Pământul în centurile de radiație Van Allen pot boogyboard undele, accelerând până aproape de viteza luminii, cu energii de 300-500 de ori mai mari decât electronii de pe un ecran de televiziune.
Vântul solar este un flux de particule încărcate electric suflate constant de Soare. Magnetosfera este o cavitate formată atunci când vântul solar întâlnește câmpul magnetic al Pământului. Când densitatea vântului solar este mare și apare împotriva magnetosferei, magnetosfera devine comprimată. Când densitatea vântului este scăzută, magnetosfera se extinde. Cercetătorii au descoperit că vântul solar conține structuri periodice cu densitate ridicată și mică, conducând o acțiune periodică de „respirație” a magnetosferei și generarea globală de unde magnetice.
Se știe că dacă frecvența acestor unde se potrivește cu frecvența electronilor în mișcarea lor în centura Van Allen, electronii pot fi accelerați, sporindu-le semnificativ energiile. Procesul este similar cu un boogyboarder care prinde un val. Unii electroni „călăresc valul” și câștigă atât de multă energie, încât pot deteriora nave spațiale costisitoare.
„Dacă putem confirma acest lucru ca un mecanism semnificativ pentru producerea undelor care accelerează electronii„ ucigași ”, oamenii de știință care folosesc date de la sateliți precum Wind ar putea dezvolta un avertisment în avans pentru operatorii de nave spațiale că navele lor spațiale pot fi în pericol de expunere excesivă și dăunătoare la radiații, ”A spus dr. Barbara Giles, om de știință al proiectului pentru nava spațială Polar de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, Greenbelt, Md.
Când electronii devin acest energici, ei pot pătrunde în interiorul navei spațiale. Odată ajunși în interiorul pieselor electronice, acumulează electricitate statică care poate scurtcircuita o parte critică sau poate pune nava spațială într-un mod de operare defectuos.
„Ce este nou și interesant în această cercetare este că oamenii au căutat întotdeauna mecanisme interne magnetosferei pentru generarea acestor valuri”, a spus dr. Larry Kepko, asociat de cercetare la Universitatea Boston și autor principal al două lucrări despre această cercetare, una publicată în Journal of Geophysical Research din iunie 2003 și celălalt în Geophysical Research Letters din 2002. „Dar aici am găsit un mecanism extern - vântul solar în sine”.
Satelitele Polar și Vânt ale NASA, împreună cu satelitul geostationar operațional de mediu (GOES) al NOAA, au oferit observațiile cheie care au condus echipa la această concluzie. Polar a confirmat că valurile nu sunt locale, ci globale. Satelitul Vânt a fost sursa principală pentru identificarea structurilor de densitate din vântul solar care conduce magnetosfera. GOES a furnizat date despre magnetosfera Pământului, odată cu creșterea și scăderea dimensiunii.
„Știam deja că vântul solar are structuri de densitate și că undele magnetice pot accelera electronii”, a spus dr. Harlan Spence, profesor asociat de astronomie la Universitatea Boston și co-autor al celor două lucrări despre această cercetare. „Ceea ce nu știam era că structurile solare ale vântului pot fi periodice și pot conduce unde magnetice. Aceste noi observații pot oferi o legătură lipsă între cele două. ”
Sursa finală a acestor noi structuri solare de vânt este încă un mister, dar echipa speculează că Soarele poate juca un rol direct. „Variațiile de densitate ale vântului solar sunt controlate parțial de modelul de reconectare magnetică, de răsucire și de prindere a liniilor de câmp magnetic, pe suprafața Soarelui”, spune Dr. Kepko. „Reconectarea care are loc în mod sistematic și periodic poate produce structurile de densitate periodică observate în vântul solar. Există unele dovezi că acest lucru se poate întâmpla, dar sunt necesare cercetări suplimentare pentru a stabili o legătură definitivă. "
Centurile de radiații Van Allen au fost descoperite în 1958 de Dr. James Van Allen și echipa sa de la Universitatea din Iowa, cu Explorers 1 și 3, primii sateliți lansați cu succes de Statele Unite. Sunt centuri de particule încărcate electric prinse de câmpul magnetic al Pământului. Întrucât particulele sunt încărcate electric (în majoritate protoni și electroni), acestea simt forțe magnetice și sunt constrânse să spire în jurul liniilor invizibile de forță magnetică care cuprind câmpul magnetic al Pământului. Există de fapt două centuri în formă de gogoșă în sistemul Van Allen, una în interiorul celuilalt, cu Pământul în „gaura” centurii interioare. Centura interioară, formată din protoni cu viteză mare, este situată la altitudini cuprinse între 430 și 7.500 de mile (aproximativ 700 - 12.000 km) deasupra Pământului. Centura exterioară este realizată din electroni de mare viteză și apare la altitudini cuprinse între 15.500 și 25.000 de mile (aproximativ 25.000 - 40.000 km) deasupra Pământului. Operatorii de nave spațiale încearcă să evite orbitele în aceste regiuni, dar uneori aceste altitudini sunt cele mai bune pentru o anumită misiune sau nava spațială trebuie să treacă prin centurile în timpul unei părți a orbitei sale sau să scape în întregime de Pământ.
Satelitele Polar și Vânt ale NASA, cunoscute sub denumirea de „Programul științific geospațial global”, sunt dedicate să ajute oamenii de știință să înțeleagă modul în care particulele și energia din Soare curg și să interacționeze cu mediul spațial al Pământului.
NOAA este dedicat culegerii de date despre oceane, atmosferă, spațiu și Soare. Sistemul său de satelit GOES este elementul de bază pentru monitorizarea și prognoza meteo din SUA. Dr. Howard Singer de la NOAA este un al treilea coautor în lucrarea din 2002 despre această cercetare.
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
