Durante a década de 1950 e pouco antes do início da grande "Corrida Espacial", cientistas como Kristian Birkeland, Carl Stormer e Nicholas Christofilos estavam prestando muita atenção a uma teoria - uma que envolvia partículas carregadas e presas em um anel ao redor da Terra. Essa rosquinha de plasma mantida no lugar pelo campo magnético do nosso planeta foi confirmada mais tarde pelas três primeiras missões do Explorer, sob a direção do Dr. James Van Allen. Alimentado talvez por ventos solares ou raios cósmicos, o conhecimento de sua existência era material de pesadelos para um público uniformizado. Embora a "radiação" possa afetar os objetos que passam por ela, ela não atinge a Terra, e essa percepção rapidamente causou o medo de morrer. No entanto, ainda existem muitas perguntas não respondidas sobre os cintos de radiação de Van Allen que mistificam a ciência moderna.
Ao longo dos anos, aprendemos que essas zonas de radiação são compostas por elétrons e partículas carregadas energeticamente. Documentamos o fato de que eles podem encolher e inchar de acordo com a quantidade de energia solar que recebem, mas o que os pesquisadores não foram capazes de identificar é exatamente o que causa essas respostas. Partículas vêm e partem - mas não há uma resposta sólida sem evidências. Uma questão pertinente foi determinar se as partículas escapam para o espaço interplanetário quando os cintos encolhem - ou caem na Terra? Até agora, tem sido um enigma, mas um novo estudo empregando várias naves espaciais ao mesmo tempo foi rastrear as partículas e seguir a trilha.
"Durante muito tempo, pensou-se que as partículas precipitariam para baixo dos cintos", diz Drew Turner, cientista da Universidade da Califórnia, Los Angeles, e primeiro autor de um artigo sobre esses resultados que aparecem on-line na Nature Physics em janeiro 29, 2012. “Mas, mais recentemente, os pesquisadores teorizaram que talvez partículas pudessem varrer para fora. Nossos resultados para este evento são claros: não vimos aumento na precipitação descendente. ”
De outubro a dezembro de 2003, os cinturões de radiação aumentaram e diminuíram em resposta a tempestades geomagnéticas quando partículas entraram e escaparam dos cinturões. Crédito: NASA / Goddard Scientific Visualization Studio
Porém, essa não é apenas uma resposta simples para uma pergunta simples. A compreensão do movimento das partículas pode desempenhar um papel crítico na proteção de nossos sistemas de satélites à medida que passam pelas correias Van Allen - e suas extensas extensões de radiação. Como sabemos, o Sol produz grandes quantidades de partículas carregadas nos ventos estelares e, às vezes, pode explodir em nossa direção durante as ejeção de massa coronal (CMEs) ou frentes de choque causadas por ventos solares rápidos que ultrapassam ventos mais lentos chamados regiões de interação co-rotativas -CIRs). Quando direcionados em nossa direção, eles perturbam a magnetosfera da Terra em um evento conhecido como tempestade geomagnética. Durante uma "tempestade", sabe-se que as partículas do cinto de radiação diminuem e esvaziam o cinto em poucas horas ... um esgotamento que pode durar dias. Enquanto isso está documentado, simplesmente não sabemos a causa, muito menos o que faz com que as partículas saiam!
Para entender melhor o que está acontecendo, várias espaçonaves medem as alterações em vários pontos ao mesmo tempo. Isso permite que os cientistas determinem se uma ação que acontece em um lugar afeta outra em outro lugar. Enquanto esperamos ansiosamente pelos resultados da missão Radbs Belt Storm Probes (RBSP), ele não está programado para lançamento até agosto de 2012. Enquanto isso, os pesquisadores combinaram dados de duas naves espaciais amplamente separadas para obter uma determinação precoce do que acontece durante um evento de perda.
"Estamos entrando em uma era em que várias espaçonaves são fundamentais", diz Vassilis Angelopoulos, cientista espacial da UCLA e principal pesquisadora da THEMIS e co-autora do artigo. "Conseguir unir uma frota de recursos disponíveis em um estudo está se tornando mais uma necessidade para virar uma esquina em nossa compreensão do ambiente da Terra".
Então, de onde essas informações de suporte iniciais vieram? Felizmente, a equipe pôde observar uma pequena tempestade geomagnética ocorrida em 6 de janeiro de 2011. Ao envolver as três naves espaciais THEMIS da NASA (histórico de eventos e interações em escala de macro durante as tempestades), duas GOES (satélite de ambiente operacional geoestacionário), operadas pela a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) e seis POES (Satélite Operacional Ambiental Polar), administrados em conjunto pela NOAA, e a espaçonave da Organização Europeia para a Exploração de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT), conseguiram capturar elétrons que se aproximavam da velocidade da luz quando saíam do cinto por mais de seis horas. Orbitando as zonas equatoriais da Terra, as naves THEMIS e GOES são apenas parte da equipe. A sonda POES passa pelos cinturões de radiação várias vezes ao dia, enquanto viaja a uma altitude mais baixa e perto dos pólos. Ao combinar dados, os cientistas foram capazes de obter vários pontos de vista observacionais e provaram - sem dúvida - que as partículas deixaram o cinto pelo espaço e não retornaram à Terra.
"Foi uma tempestade muito simples", diz Turner. "Não é um caso extremo, por isso achamos que é provavelmente típico do que acontece em geral e os resultados contínuos de estudos estatísticos simultâneos apóiam isso".
Durante esse período, a sonda também observou uma área de baixa densidade dos cinturões de Van Allen que apareceu ao longo da periferia e viajou para dentro. Isso parecia ser uma indicação de que as partículas estavam ligadas externamente. Se essa era uma ocorrência normal, é lógico que um tipo de “onda” deve auxiliar o movimento, permitindo que as partículas atinjam o limite de escape externo. Descobrir exatamente o que exatamente desencadeia esse mecanismo de fuga será um dos trabalhos para o RBSP, diz David Sibeck no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que é cientista de missão da NASA para RBSP e cientista de projeto do THEMIS.
"Esse tipo de pesquisa é a chave para entender e, eventualmente, prever eventos perigosos nos cinturões de radiação da Terra", diz Sibeck. "É um ótimo exemplo abrangente do que podemos esperar ver durante a próxima missão da RBSP".
Fonte da história original: Comunicado de imprensa da NASA THEMIS.
