Novas descobertas sob o anel externo do Cinturão de Van Allen

Formação de anel incomum de radiação ao redor da Terra explicou

A descoberta intrigante


Desde a descoberta dos cinturões de radiação de Van Allen, em 1958, os cientistas espaciais acreditavam que esses cintos que circundam a Terra consistiam de dois anéis em forma de rosquinha formados de partículas altamente carregadas : um anel interno de alta energia formado de elétrons e íons positivos energéticos  e um outro anel externo formado de elétrons de alta energia. Mas em fevereiro deste ano, uma equipe de cientistas relatou a descoberta surpreendente de um até então desconhecido terceiro anel de radiação - um anel estreito que apareceu brevemente entre os anéis interno e externo em setembro de 2012 e persistiu por um mês.


Na nova pesquisa, os cientistas espaciais da UCLA conseguiram fazer o modelo do anel externo com sucesso e explicam o comportamento sem precedentes do terceiro anel, mostrando que as partículas extremamente energéticas que compõem este anel, conhecidos como elétrons ultra relativistas, são movidos por muitas diferentes leis da física diferente dos outros dois cinturões de radiação de Van Allen com suas partícula tipicamente observadas. 

A região ocupada pelos cinturões que vai de cerca de 1.000 a 50.000 quilômetros acima da superfície da Terra está cheia de elétrons tão enérgicos que se movem a velocidades próximas à da luz. "No passado, os cientistas pensavam que todos os elétrons nos cinturões de radiação em torno da Terra obedeciam a mesma lei da física ", disse Yuri Shprits,  geofísico e  pesquisador  do Departamento de estudos da Terra e Ciências do Espaço na UCLA.

Estamos descobrindo agora que cinturões de radiação consistem de diferentes grupos de elétrons que são movidos por diferentes processos físicos." Shprits, que também é professor associado do Skolkovo  Instituto de Ciência e Tecnologia da Rússia, uma nova universidade co organizado pelo MIT, levou o estudo, que foi publicado em 22 de setembro na revista Nature Physics.

Os cinturões de Van Allen podem representar um grave perigo para satélites e naves espaciais, com os perigos que vão desde de pequenas anomalias até problemas críticos em satélites. 

Uma melhor compreensão da radiação no espaço é fundamental para proteger pessoas e equipamentos,  disse Shprits. elétrons  ultra relativista - que compunham o terceiro anel e estão presentes em ambas as correias exteriores e interiores - são especialmente perigosos e pode penetrar através da blindagem dos satélites mais protegidos e mais valiosos no espaço, observaram Shprits e Adam Kellerman e sua equipe de investigação associada no grupo Shprits. "Sua velocidade é muito perto da velocidade da luz e a energia de seu movimento é várias vezes maior do que a energia contida em sua massa quando eles estão em repouso ", disse Kellerman.

 "A distinção entre o comportamento dos elétrons ultra relativistas e os de energias mais baixas foi fundamental para este estudo." Shprits e sua equipe descobriram que, em 01 de setembro de 2012, ondas de plasma produzidos por íons que normalmente não afetam elétrons energéticos "retirou elétrons ultra relativistas no cinturão quase até a borda interna deste que era o cinto mais externo." Apenas um anel estreito de elétrons ultra relativistas sobreviveu a esta tempestade. Este remanescente formada no terceiro anel.

Após a tempestade, uma bolha de plasma frio em torno da Terra expandiu-se para proteger as partículas no anel estreito a partir das ondas de íons, permitindo que o anel persistisse. 



Os cinturões de radiação de Van Allen "já não podem ser considerados como uma massa consistente de elétrons. Eles se comportam de acordo com as suas energias e reagem de várias maneiras para os distúrbios no espaço.


"Partículas ultra relativistas se movem muito rápido e não podem estar na frequência certa, como ondas quando estão perto do plano equatorial "

"Esta é a principal razão da aceleração e dispersão na atmosfera de elétrons ultra relativistas por essas ondas serem menos eficiente."

"Este estudo mostra que há  populações de partículas completamente diferentes existentes no espaço e que com a mudança em diferentes escalas de tempo, são movidos por diferentes físicas e mostram diferentes estruturas espaciais ", disse Shprits.
 

A equipe da UCLA realizou simulações com um modelo de cinturões de radiação da Terra no final de agosto de 2012 e início de outubro de 2012. A simulação, conduzida usando a física de elétrons ultra relativistas e condições do clima espacial monitorados por estações terrestres, acompanhados das observações das Sondas da NASA que ficaram a observar os cinturões de Van Allen cumpriram sua missão extraordinariamente bem, confirmando a teoria da equipe sobre o novo anel.

"Nós temos um acordo notável entre o nosso modelo e observações, tanto que abrange uma ampla gama de energias ", disse Dmitriy Subbotin, um ex-aluno de pós-graduação de Shprits e atual membro da equipe de investigação e associados da UCLA. "Acredito que, com este estudo, nós descobrimos a ponta do iceberg", disse Shprits .

"Nós ainda precisamos entender completamente como esses elétrons são acelerados, onde se originam e como a dinâmica das correias é diferente para diferentes tipos tempestades." Os cinturões de radiação da Terra foram descobertos em 1958 pelo Explorer I, o primeiro satélite dos EUA que viajou ao espaço.


adaptado de disclose  ( via sciencedaily.com )  


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Reações: 

+ comentários + 3 comentários

23 de julho de 2015 16:37

Então o homem não foi à lua. Né?

23 de julho de 2015 16:37

Então o homem não foi à lua. Né?

Anônimo
28 de dezembro de 2015 22:33

Brilhante e corretíssima observação, Celso Matzenbacher!

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