Curele Van Allen care pulsează din particule solare. Credit imagine: NASA / Tom Bridgman. Faceți clic pentru a mări
O „zonă sigură” din centurile de radiații din jurul Pământului se deplasează mai mult în altitudine și latitudine în timpul vârfurilor în activitatea solară, potrivit noilor cercetări efectuate de o echipă condusă de NASA. Zona sigură oferă intensități reduse de radiații oricărei nave spațiale potențiale care trebuie să zboare în regiunea centurii de radiații.
„Această nouă cercetare ne aduce mai aproape de înțelegerea modului în care o secțiune a centurii de radiații dispare”, a spus Dr. Shing Fung, din Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, Greenbelt, Md. Fung, este autorul principal al unei lucrări despre această cercetare care apare în versiunea de linie a scrisorilor de cercetare geofizică 22 februarie.
Echipa și-a bazat rezultatele pe măsurători de particule de mare viteză (electroni), care cuprind „centura de radiații Van Allen”, din seria națională de nave spațiale meteorologice cu orbitare polară din Administrația Națională Oceanică și Atmosferică, în perioada 1978 - 1999. pe orbitele lor polare, au detectat mai puține particule de radiații la un anumit interval de latitudine, indicând pasaje ale zonei sigure de către nava spațială. Cercetătorii au comparat datele prelevate în perioadele relativ scăzute ale activității solare, numite minime solare, cu datele din perioadele maxime ale activității solare, numite maxime solare. Au observat o schimbare a locației în zona sigură spre latitudini mai mari și, prin urmare, altitudini, în timpul maximului solar.
Dacă curelele de radiație ar fi vizibile, acestea ar semăna cu o pereche de gogoși în jurul Pământului, una în interiorul celuilalt, cu Pământul în „gaura” gogoașei celei mai interioare. Zona sigură, numită „regiune slot”, ar apărea ca un decalaj între gogoașa interioară și cea exterioară. Centurile sunt de fapt formate din particule de mare viteză încărcate electric (electroni și nuclei atomici), care sunt prinse în câmpul magnetic al Pământului.
Câmpul magnetic al Pământului poate fi reprezentat de linii de forță magnetică care ies din regiunea polară de sud, în spațiu și înapoi în regiunea polară de nord. Deoarece particulele de curea de radiație sunt încărcate, mișcările lor sunt ghidate de liniile magnetice de forță. Particulele prinse vor sări între poli în timp ce spirau în jurul liniilor de câmp.
Undele radio cu frecvență foarte mică (VLF) și gazele de fond (plasmă) sunt de asemenea prinse în această regiune. La fel ca o prismă care poate îndoi un fascicul de lumină, plasma poate îndoi căile de propagare a undelor VLF, determinând curgerea undelor de-a lungul câmpului magnetic al Pământului. Undele VLF curăță zona sigură, interacționând cu particulele de curea de radiație, îndepărtând puțin din energia lor și schimbându-și direcția. Aceasta scade locul de deasupra regiunilor polare unde particulele sar (numite punctul oglinzii). În cele din urmă, punctul de oglindă devine atât de scăzut încât este în atmosfera Pământului. Când se întâmplă acest lucru, particulele prinse se ciocnesc cu particule atmosferice și se pierd.
Potrivit echipei, zona sigură este creată într-o regiune în care condițiile sunt favorabile pentru ca undele VLF să lovească particulele. Cercetarea lor este primul indiciu că locația acestei regiuni se poate schimba odată cu ciclul activității solare. Soarele trece printr-un ciclu de activitate de 11 ani, de la maxim la minim, și din nou. În timpul radiației solare maxime, radiațiile ultraviolete solare crescute încălzesc atmosfera superioară a Pământului, ionosfera, determinând extinderea acesteia. Aceasta crește densitatea plasmei prinse în câmpul magnetic al Pământului.
Condițiile favorabile pentru interacțiunea undă-particule VLF depind de combinația specifică de densitate plasmatică și rezistența câmpului magnetic. Deși densitatea plasmatică scade, în general, odată cu altitudinea, expansiunea ionosferei în timpul maximului solar face ca plasma să fie mai densă la altitudinea minimă solară a zonei sigure și forțează densitatea plasmatică favorabilă pentru ca zona sigură să migreze la o altitudine mai mare. În plus, rezistența câmpului magnetic scade și odată cu altitudinea. Pentru a găsi rezistența câmpului magnetic favorabil pentru zona sigură la altitudini mai mari, va trebui să migreze spre poli (latitudini mai mari), unde liniile câmpului magnetic sunt mai concentrate și astfel mai puternice.
„Această descoperire ajută la reducerea căutării regiunii de interacțiune undă-particule primare care creează zona sigură”, a spus Fung. „Deși nicio navă spațială cunoscută nu folosește pe larg zona sigură acum, cunoștințele noastre ar putea ajuta la planificarea și operarea viitoarelor misiuni care doresc să profite de zonă.”
Potrivit cercetătorilor, descoperirea lor a fost permisă de un nou instrument de selecție și preluare a datelor dezvoltat de echipă, numit Sistemul de interogare magnetosferică. Cercetarea a fost finanțată de NASA și Consiliul Național de Cercetare. Echipa include Fung, Dr. Xi Shao (National Research Council, Washington) și Dr. Lun C. Tan (QSS Group, Inc., Lanham, Md.).
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
