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Sonda da NASA revela uma barreira impenetrável no espaço

Usando a sonda Van Allen da NASA, uma nova pesquisa revela que os cintos de radiação Van Allen contém uma barreira quase impenetrável que previne que os elétrons mais rápidos e energéticos atinjam a Terra.

Este filme mostra como as partículas se movem através dos cinturões de radiação da Terra, os grandes anéis ao redor da Terra. A esfera no meio mostra uma nuvem de material mais frio chamado de plasmasfera, é ela que ajuda a manter os elétrons mais rápidos dos cinturões de radiação, distantes da Terra. Crédito de imagem: NASA / Goddard / Estúdio de Visualização Cientifica. 

Os cinturões de Van Allen são uma coleção de partículas carregadas, reunidas num mesmo lugar pelo campo magnético da Terra. Eles podem aumentar e diminuir de cordo com a energia recebida do sol, às vezes, inchando o suficiente para expor satélites em órbita baixa da Terra sendo prejudicados pela radiação. A descoberta da drenagem que atua como uma barreira dentro dos cintos foi feita usando a sondas Van Allen da NASA, lançadas em agosto de 2012 para estudar a região.

“Esta barreira para os elétrons ultra-rápidos é uma característica marcante dos cinturões”, disse Dan Baker, cientista espacial na Universidade do Colorado em Boulder e primeiro autor do estudo. “Somos capazes de estudá-la pela primeira vez, porque nunca tivemos tais medições precisas desses elétrons de alta energia antes.”

Entender o que dá aos cinturões de radiação a sua forma e o que pode afetar a maneira como eles incham ou encolhem ajuda os cientistas a prever o aparecimento dessas alterações. Tais previsões podem ajudar os cientistas protegerem os satélites na área da radiação.

Os cinturões de Van Allen foi a primeira descoberta da era espacial, medido com o lançamento de um satélite norte-americano, Explorer 1, em 1958. Nas décadas seguintes, os cientistas descobriram que o tamanho dos dois cinturões pode mudar, ou fundir-se, ou mesmo separar em três cintos ocasionalmente. Mas geralmente o cinturão interno se estende de 400 a 6.000 milhas acima da superfície da Terra e os trechos do cinturão externo de 8.400 para 36.000 milhas acima da superfície da Terra.

Uma fenda de espaço bastante vazio normalmente separa os cintos. Mas, o que os mantém separados? Porque é que existe uma região entre eles sem elétrons?

Com essa nova barreira descoberta, os dados da sonda mostram que a borda interna do cinturão externo, de fato é altamente pronunciada. Para os elétrons mais rápidos e com mais energia essa margem tem uma fronteira bem nítida que em circunstancias normais, os elétrons não podem penetrar.

barreira impenetrável
Sonda Van Allen detecta uma barreira Impenetrável no espaço, o amarelo representa os cinturões de radiação e o roxo a nova barreira descoberta, ela interage com as partículas no cinturão de radiação mostrado na cor cinza, criando uma barreira impenetrável . Crédito da imagem: NASA/Goddard

“Quando você olha para os elétrons realmente enérgicos, eles só podem vir até uma determinada distância da Terra”, disse Shri Kanekal, o cientista-adjunto da missão para as sondas de Van Allen no Centro Espacial de Sobrevoo Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland e co-autor da publicação da revista Nature. “Isso é completamente novo. Nós certamente não esperávamos por isso.”

A equipe analisou as possíveis causas. Eles determinaram que as transmissões feitas pelos humanos não eram a causa da barreira. Eles também analisaram as causas físicas. Poderia a própria forma do campo magnético ao redor da Terra causar a barreira? Os cientistas estudaram e eliminaram essa possibilidade. E sobre a presença de outras partículas espaciais? Esta parece ser a causa mais provável.

Os cinturões de radiação não são as únicas estruturas de partículas ao redor da Terra. Uma gigantesca nuvem de partículas relativamente frias, carregadas, chamadas plasmasfera enche a região ultraperiférica da atmosfera da Terra, começando a cerca de 600 milhas acima e estendendo-se parcialmente no exterior cinturão de Van Allen. As partículas no limite externo da plasmasfera no cinturão de radiação externa se dispersam, sendo removidas do cinturão.

Este efeito de dispersão é relativamente fraco e pode não ser suficiente para manter os elétrons da fronteira no lugar, exceto por um capricho da geometria: Os elétrons do cinturão de radiação movem-se incrivelmente rápido, mas não em direção à Terra. Em vez disso, eles se movem em círculos gigantes em torno da Terra. Os dados das sondas Van Allen mostram que na direção em direção à Terra, os elétrons mais energéticos têm muito pouco movimento, apenas uma tração suave, lenta que ocorre ao longo de meses. Este é um movimento lento e fraco que pode ser repelidos pela dispersão causada pela plasmasfera.

Isso também ajuda a explicar por que, sob condições extremas, quando um vento solar especialmente forte ou uma erupção solar, gigante, como uma ejeção de massa coronal envia nuvens de material no espaço próximo à Terra, os elétrons do cinturão externo pode ser empurrados para dentro da região geralmente vazia entre as correias.

“A dispersão devido a plasmasfera é forte o suficiente para criar uma parede na borda interna do exterior do cinturão de Van Allen”, disse Baker. “Mas um evento de vento solar forte faz com que o limite da plasmasfera mova-se para dentro”.

A entrada maciça de matéria do sol pode corroer na plasmasfera exterior, movendo-se para dentro de suas fronteiras e permitindo que elétrons dos cinturões de radiação do espaço se movam mais para dentro também.

Fonte: NASA via Scitechdaily

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